细菌纤维素复合材料的发酵制备研究

纳米纤维素研究及应用进展纳米纤维素是一种由植物细胞壁提取或微生物发酵得到的生物质材料，具有独特的纳米级尺寸和出色的物理、化学性能。

近年来，纳米纤维素因其出色的生物相容性、可降解性以及在能量储存、药物传递、环境治理等方面的应用潜力，受到了广泛。

本文将概述纳米纤维素的研究背景和意义，并详细介绍其制备方法、应用进展、研究现状与挑战以及未来应用前景。

纳米纤维素的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。

物理法主要包括高压静电纺丝、超临界流体纺丝等；化学法主要包括酸解、氧化还原等；生物法则利用微生物或植物细胞壁提取。

不同制备方法得到的纳米纤维素在形貌、尺寸和性能上略有差异。

纳米纤维素在许多领域中都有着广泛的应用。

在生物医学领域，纳米纤维素因其生物相容性和可降解性，可用于药物载体、组织工程和生物传感器等。

在能源领域，纳米纤维素可作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等。

纳米纤维素在环保、材料科学等领域也有着广泛的应用。

当前，纳米纤维素研究面临着许多挑战。

制备方法的优化和绿色生产是亟待解决的问题。

化学法制备过程中产生的废弃物可能会对环境造成污染，因此需要开发环保、高效的制备方法。

纳米纤维素的尺度、形貌和性能调控是研究的重要方向。

纳米纤维素的量产化、应用领域的拓展以及其在复合材料中的作用机制等方面也需要进一步探索。

随着科技的不断进步，纳米纤维素的应用前景十分广阔。

在生物医学领域，纳米纤维素作为药物载体和组织工程材料的应用将进一步拓展。

在能源领域，随着可再生能源需求的增加，纳米纤维素作为储能材料的应用前景将更加明朗。

纳米纤维素在环保、材料科学等领域也将发挥更重要的作用。

纳米纤维素作为一种重要的生物质材料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。

随着对纳米纤维素制备、性能和应用研究的深入，其在生物医学、能源、环保、材料科学等领域的应用将进一步拓展。

未来，纳米纤维素的研究将更加注重绿色生产、可持续性和规模化应用，为推动纳米科技和生物质材料的发展提供新的机遇和动力。

环氧树脂/纳米纤维素复合材料的制备与性能研究前言EP是分子结构中含有2个及以上环氧基团的聚合物，具有较低的固化收缩率、良好的电绝缘性及优异的粘接性能等，广泛应用于胶黏剂、涂料及复合材料等领域。

由于环氧基团的存在使得EP可以与多种含有活泼氢的化合物交联固化形成三维网状结构，是纤维增强聚合物中最重要的基体之一。

然而，高交联度的特性也导致材料质脆易裂，抗冲击损伤性变差，限制了EP在汽车和航空航天零件制造等重要领域的应用。

因此，对EP进行增韧改性十分必要。

目前，对EP的改性通常采用化学修饰或者向EP基体中添加增韧剂的方式来进行。

近年来，相关研究表明，将纳米尺寸的材料加入到EP体系中可以实现较好的增强增韧效果。

CNF由于具有高长径比、高模量、高强度与生物可降解性等优点，广泛用于增强复合材料等。

其对复合材料具有天然的亲和力，形成的“自适应结构”能够减弱界面局部应力，同时通过沿填充物质表面的滑移和重新生成新键保持聚合物基体与CNF间的黏合强度，减轻复合材料的破坏程度。

但CNF结构中存在的大量羟基和氢键使其具有极强的亲水性，致使CNF在聚合物中分散性差。

因此，通过甲硅烷基化、烷酰化、酯化等实现对CNF进行疏水改性，以提升其在聚合物基体中的分散性是非常必要的。

在将CNF均匀分散到EP中后，Ruiz等发现CNF 表面羟基与EP基团通过氢键作用，形成了致密的三维网状结构，显著提高了EP的力学及热力学性能。

Lu 等利用3⁃氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对CNF表面进行化学改性后添加到EP中，发现复合材料储能模量和弹性模量有显著的提高。

Nystrom等将引发剂改性后的纤维素与GMA反应，形成“嫁接（graft ⁃on⁃graft）”结构，提升了纤维素的疏水性能。

本文以木粉为原料制备CNF，经GMA改性后采用混溶法与EP共混制得EP/CNF⁃GMA复合材料，以期利用GMA改善CNF在EP基体中的相容性，以提升EP/CNF复合材料的力学性能、透光性能和热稳定性等。

细菌纤维素敷料制备及对手术伤口的促愈合作用许玲华;江晓梅;鲍素敏;胡雪峰;刘权;吴波;肖瑛;李静【摘要】背景:目前市场上医用伤口敷料种类繁多,不同伤口敷料也各有优劣.有大量研究已证实细菌纤维素作为伤口敷料的可行性,但未见其与其他敷料在促进伤口愈合中的对比研究报道.目的:通过与干性纱布敷料和水胶体辅料的对比,研究细菌纤维素敷料(BC-HEC-1)在促进大鼠伤口愈合中的优势.方法:采用木葡糖酸醋杆菌浅盘发酵得到细菌纤维素膜,对该纤维素膜进行一系列的后处理步骤得到无菌的BC-HEC-1,对其细胞毒性、含水量及pH值进行检测,红外图谱和扫描电子显微镜进行鉴定.采用SD大鼠进行动物实验,手术制造2 cmx2 cm皮肤伤口,随机分为3组:①纱布组采用传统的无菌纱布进行包扎,并用黏性无纺布固定;②水胶体敷料组采用市售的水胶体敷料包扎;③BC-HEC-1敷料组采用自制细菌纤维素敷料进行包扎,并用黏性无纺布进行固定.术后每日更换敷料,隔日测量1次伤口长度和宽度,计算伤口面积和伤口愈合率,并于术后第4,7,14,21天分别取动物的伤口皮肤制作病理切片,检测血清中转化生长因子β1和血小板源性生长因子水平.结果与结论:①制备的细菌纤维素无细胞毒性,含水量95％-98％,pH值=6.5,红外扫描图谱与标准细菌纤维素一致,扫描电镜图谱显示BC-HEC-1为纳米级细菌纤维素材料;②动物实验中,水胶体敷料组和BC-HEC-1敷料组动物伤口保湿和防粘连效果要明显均优于传统的干性无菌纱布敷料,伤口面积较小;BC-HEC-1敷料组在术后第4-14天的伤口愈合率均明显高于纱布组与水胶体敷料组(P＜0.05);在术后第7天伤口愈合初期,BC-HEC-1敷料组血清中血小板源性生长因子水平高于纱布组和水胶体敷料组(P＜0.05);③病理切片观察,各组在第14天时均可见明显的肉芽组织,其中纱布组和水胶体敷料组肉芽组织相对较薄,且结构疏松,排列无规则,BC-HEC-1敷料组肉芽组织厚且致密,排列规则.④以上实验结果表明,BC-HEC-1具有明显优于传统敷料的保湿效果和促进伤口愈合效果.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2018(022)026【总页数】6页(P4150-4155)【关键词】细菌纤维素;纳米材料;生物材料;膜生物材料;湿性敷料;伤口愈合;转化生长因子β1;血小板源生长因子;肉芽组织;红外扫描图谱;电镜扫描图谱;细胞毒性;组织工程【作者】许玲华;江晓梅;鲍素敏;胡雪峰;刘权;吴波;肖瑛;李静【作者单位】东莞东阳光药物研发有限公司药理部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司药理部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司生物所生化部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司药理部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司生物所生化部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司生物所生化部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司药理部,广东省东莞市523871;东莞东阳光药物研发有限公司药理部,广东省东莞市523871【正文语种】中文【中图分类】R3180 引言 Introduction皮肤创伤是一种十分常见的疾病。

《醋酸纤维素复合材料的制备及其染料去除研究》一、引言随着工业的快速发展和人口的不断增长，水资源的污染问题日益严重，其中染料污染是主要问题之一。

醋酸纤维素（CA）作为一种天然高分子材料，具有优良的物理化学性能和生物相容性，被广泛应用于多个领域。

然而，关于其复合材料在染料去除方面的研究尚待进一步深入。

因此，本文旨在探讨醋酸纤维素复合材料的制备方法及其在染料去除方面的应用研究。

二、醋酸纤维素复合材料的制备2.1 材料与试剂醋酸纤维、有机填料（如活性炭、硅藻土等）、催化剂、溶剂等。

2.2 制备方法采用溶液共混法，将醋酸纤维与有机填料在适当溶剂中混合，通过催化剂作用促进混合物的共混，并控制温度、时间和搅拌速度等参数，得到醋酸纤维素复合材料。

三、染料去除性能研究3.1 实验方法将制备好的醋酸纤维素复合材料用于染料去除实验。

首先，将染料溶液与复合材料混合，在一定条件下进行吸附或降解反应。

然后，通过测定反应前后染料溶液的吸光度或浓度变化，评价复合材料的染料去除性能。

3.2 结果与讨论实验结果表明，醋酸纤维素复合材料对不同类型染料的去除效果有所差异。

其中，对于某些类型染料的去除效果较为显著。

这可能与复合材料中的有机填料种类、比例以及制备工艺等因素有关。

此外，我们还发现，复合材料的染料去除性能受到反应条件（如温度、时间、pH值等）的影响。

通过优化反应条件，可以提高复合材料的染料去除性能。

四、机理分析根据实验结果和文献报道，我们提出了醋酸纤维素复合材料染料去除的可能机理。

一方面，复合材料中的有机填料具有较大的比表面积和良好的吸附性能，能够吸附染料分子。

另一方面，醋酸纤维素的分子结构中存在大量的羟基等亲水性基团，有助于染料的解离和去除。

此外，复合材料还可能通过氧化、还原等化学反应降低染料的毒性或将其转化为无害物质。

五、结论本文成功制备了醋酸纤维素复合材料，并对其在染料去除方面的应用进行了研究。

实验结果表明，该复合材料对某些类型染料的去除效果显著，具有较好的应用前景。

纤维素化学研究进展一、本文概述纤维素，作为地球上最丰富的天然有机化合物，其化学研究进展对于推动生物质资源的高效利用、促进可持续发展具有重要意义。

本文旨在全面概述纤维素化学研究的最新进展，包括纤维素的化学结构、性质、改性方法以及其在不同领域的应用。

通过深入了解纤维素化学的研究现状和发展趋势，可以为纤维素的高效转化利用提供理论支撑和技术指导，为生物质资源的可持续利用开辟新的途径。

本文将首先介绍纤维素的化学结构和基本性质，包括其分子结构、结晶度、可及性等方面。

随后，重点综述纤维素改性的方法和技术，包括化学改性、物理改性和生物改性等，以及改性后纤维素性能的变化和应用领域。

本文还将关注纤维素在不同领域的应用，如纤维素基材料、纤维素能源、纤维素生物降解等，以期全面展示纤维素化学研究的广泛应用前景。

通过本文的阐述，读者可以深入了解纤维素化学研究的最新进展和发展动态，为相关领域的研究和开发提供有益的参考和启示。

本文也期望能够激发更多研究者对纤维素化学研究的兴趣和热情，共同推动纤维素化学领域的发展和创新。

二、纤维素的来源与提取纤维素作为自然界中最丰富的有机聚合物之一，广泛存在于植物细胞壁中，为植物提供了必要的结构支撑。

由于其独特的化学和物理性质，纤维素在多个领域都有着广泛的应用，包括纺织、造纸、生物材料以及最近的生物能源等。

因此，对纤维素的来源和提取方法的研究具有重要意义。

纤维素的主要来源是植物纤维，如木材、棉花、亚麻、竹子等。

其中，木材是最常见的纤维素来源，由于其生长周期短、可再生以及资源丰富等特点，被广泛应用于工业生产中。

一些农业废弃物，如稻草、玉米秸秆等，也是纤维素的潜在来源，其利用不仅能实现资源的有效循环利用，还能为农业生产带来经济效益。

纤维素的提取通常包括化学法、生物法和物理法等多种方法。

化学法提取纤维素主要利用酸、碱或有机溶剂等化学试剂处理植物原料，使其中的纤维素与木质素、半纤维素等其他成分分离。

生物法提取则依赖于酶或微生物的作用，通过选择性降解木质素和半纤维素，实现纤维素的分离。

新型生物基材料的合成与应用 在当今科技飞速发展的时代，材料科学领域不断推陈出新，新型生物基材料正逐渐成为研究的焦点。生物基材料，顾名思义，是来源于生物质的材料，它们具有可持续性、环保性以及独特的性能，在众多领域展现出巨大的应用潜力。

一、新型生物基材料的合成方法 1、 生物发酵法 生物发酵是一种常见的合成生物基材料的方法。通过微生物的代谢作用，将生物质转化为有用的材料。例如，利用细菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯（PHA），这是一种可生物降解的塑料，其性能类似于传统塑料，但在自然环境中能够更快地分解，减少对环境的污染。

2、 化学合成法 化学合成也是制备新型生物基材料的重要途径。从生物质中提取的化学物质，经过一系列的化学反应，合成具有特定结构和性能的材料。比如，从植物油中提取脂肪酸，通过化学改性合成聚酯类材料，用于制造纤维、薄膜等产品。

3、 生物酶催化法 生物酶具有高效、专一的催化特性，可以在温和的条件下促进化学反应的进行。利用生物酶催化合成生物基材料，能够提高反应效率，减少副反应的发生。例如，使用酶催化合成纤维素衍生物，用于制备高性能的复合材料。

二、新型生物基材料的种类 1、 生物基聚合物 生物基聚合物是一类重要的新型生物基材料。除了前面提到的 PHA，还有聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等。PLA 具有良好的生物相容性和可降解性，广泛应用于医疗、包装等领域；PBS 则具有较高的强度和耐热性，适用于制造塑料制品。

2、 生物基纤维 生物基纤维包括纤维素纤维、蛋白质纤维等。纤维素纤维如莱赛尔纤维，具有柔软、透气、吸湿等优点，常用于纺织服装；蛋白质纤维如大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维，具有亲肤、舒适的特性，是高档纺织品的原料。

3、 生物基复合材料 将生物基材料与其他材料复合，可以获得性能更优异的复合材料。例如，将生物基聚合物与天然纤维（如麻纤维、竹纤维）复合，制备出强度高、重量轻的复合材料，可用于汽车零部件、建筑材料等领域。

纳米纤维素的制备与性能研究在当今的材料科学领域中，纳米材料一直是备受关注的研究方向之一，而纳米纤维素更是其中的重要代表。

纳米纤维素以其优良的物理与化学性质在生物医学、食品添加剂、纳米传感器、催化剂以及环保材料等方面具有广泛的应用前景。

因此，纳米纤维素的制备与性能研究一直受到各个领域科学家们的关注。

本文将从纳米纤维素的制备方法，制备条件，性能研究以及应用领域四个方面来探讨纳米纤维素的制备与性能研究。

一、纳米纤维素的制备方法1. 生物合成法生物合成法是一种通过微生物或植物来制备纳米纤维素的方法。

其中，通过菌丝体的发酵可以得到高度结晶的纳米纤维素，利用植物单位纤维中的纳米纤维素也可以制备出高质量的纳米纤维素。

然而，生物合成法的制备周期较长，而且通常需要复杂的质量控制过程。

2. 化学还原法化学还原法是利用浓度较高的氢氧化钠溶液或硫酸溶液还原纳米纤维素单元中的还原糖分子来制备纳米纤维素。

这种方法可以快速制备出大量的纳米纤维素，并且制备流程简单。

但是，由于化学还原法中使用的还原剂浓度较高，温和性差，制备出的纳米纤维素中纤维素晶粒大小不均匀，难以控制其纤维素链长、纤维素晶粒大小和物理特性等。

3. 水解法水解法是制备纳米纤维素的一种简单快速、高产率、低污染的方法。

它利用NaOH和NaClO2水解纤维素，产生的淀粉酶（水解酶）能够水解纤维素的微晶表面，并在水解区域的铁离子的作用下进一步分解成具有纤维结构特征的纳米纤维素谷壳。

此外，纳米纤维素的形态、性质和尺寸也可以通过调控水解剂浓度、水解温度和水解时间等多种条件来优化。

二、制备条件对纳米纤维素的影响纳米纤维素的制备条件对其性能具有很大的影响。

制备条件的改变可以直接影响纳米纤维素的特征和性质。

具体来说，影响纳米纤维素的制备条件有很多因素，如所选用的制备方法、使用的还原剂、反应时间、反应温度、反应环境等等。

此外，对于利用生物合成法制备纳米纤维素的方法，还必须考虑微生物生长情况以及对所添加的营养物质的反应。

第３１卷㊀第５期２０２３年９月现代纺织技术ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ.３１ꎬＮｏ.５Ｓｅｐ.２０２３ＤＯＩ:１０.１９３９８∕ｊ.ａｔｔ.２０２３０３０２７细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能陈钦钦１ꎬ徐兆梅２ꎬ马廷方２ꎬ付飞亚１ꎬ刘向东１(１.浙江理工大学材料科学与工程学院ꎬ杭州㊀３１００１８ꎻ２.杭州万事利丝绸数码印花有限公司ꎬ杭州㊀３１００２０)㊀㊀摘㊀要:为改善细菌纤维素(ＢＣ)干燥薄膜(简称干膜)的力学性能ꎬ在保留ＢＣ原始结构的基础上ꎬ通过溶剂置换㊁热压工艺首先制得ＢＣ干膜ꎬ进而通过自上而下的机械剥离法制备高强度纳米纤维膜(ＮＦＭ)ꎬ对所得ＮＦＭ的结构㊁形貌和物化性能进行了表征ꎮ进一步利用加捻ＮＦＭ的方法制得ＢＣ纤维ꎬ并且通过在加捻前复合碳纳米管(ＣＮＴ)得到了应变传感纤维ꎮ结果表明:一次(１ｓｔ)㊁二次(２ｎｄ)和三次(３ｒｄ)机械逐层剥离得到的ＮＦＭ厚度逐渐降低ꎬ分别为８.０㊁６.５㊁５.０μｍꎻ３种ＮＦＭ的吸水率较ＢＣ干膜均显著增加ꎬ其中３ｒｄ￣ＮＦＭ的吸水率最高ꎬ为２２８４％ꎬ是ＢＣ干膜的２.４倍ꎻ３ｒｄ￣ＮＦＭ的拉伸强度最高ꎬ可达３３８.０ＭＰａꎬ为ＢＣ干膜的１１.７倍ꎻ通过对人体运动(包括手指㊁手腕的弯曲和吞咽动作)的监测表明ꎬＣＮＴ赋予了ＢＣ∕ＣＮＴ纤维良好的电阻响应性ꎬ使其在０~２％的相对电阻变化范围内ꎬ具有较好应变传感性能ꎬ拓宽了该纤维在可穿戴传感器领域的发展前景ꎮ关键词:细菌纤维素ꎻ机械剥离ꎻ纳米纤维膜ꎻ加捻ꎻ应变传感中图分类号:ＴＳ１５１㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣２６５Ｘ(２０２３)０５￣００６６￣１０收稿日期:２０２３０３１３㊀网络出版日期:２０２３０４０３基金项目:浙江省自然科学基金项目(ＬＧＣ２２Ｅ０３０００６)ꎻ浙江省清洁染整技术研究重点实验室开放基金项目(ＱＪＲＺ２１１０)ꎻ浙江省重点研发计划(２１２１０６９￣Ｊ)ꎻ安徽省纺织结构复合材料国际合作研究中心项目(２０２１ＡＣＴＣ０３)作者简介:陈钦钦(１９９７ )ꎬ女ꎬ杭州人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事细菌纤维素方面的研究ꎮ通信作者:付飞亚ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｆｕｆａｒ＠１６３.ｃｏｍ㊀㊀细菌纤维素(ＢａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅꎬＢＣ)作为一种天然纳米纤维聚合物ꎬＢＣ具有热膨胀系数低㊁高含水量和强韧的拉伸能力㊁高纵横比㊁高孔隙率㊁高表面积(３７ｍ２∕ｇ)ꎮ与植物纤维素相比ꎬＢＣ纳米纤维编织的３Ｄ网络可以增加表面积与体积比ꎬ从而可以与周围组件进行更强的相互作用[３]ꎬ目前已经被广泛应用于食品工业㊁医疗抗菌㊁组织工程㊁纸张和纺织化工等领域中[４]ꎮ在对ＢＣ结构和性能进行深入探究的同时ꎬＢＣ的某些缺点也随之暴露出来ꎬ例如:ＢＣ分子内和分子间氢键强烈的相互作用ꎬ使其具有高度结晶性ꎬ难溶于一般有机溶剂ꎬ对多功能材料的制备和应用起到一定的阻碍作用ꎻＢＣ的存在形式较为单一ꎬ多为薄膜[５]ꎮ虽然ＢＣ具有优异的力学性能ꎬ但干燥后的ＢＣ薄膜力学性能远低于单根纳米纤维ꎬ需要对其进行改性以适应人类的需求ꎮ通过采用合适的溶剂对ＢＣ进行溶解ꎬ有利于破坏其分子内和分子间氢键ꎬ提高加工利用效果ꎮ目前已经被广泛使用的溶剂主要有Ｎ￣甲基吗啉Ｎ￣氧化物(ＮＭＭＯ)水合物[９]㊁ＮａＯＨ∕尿素水溶液[１０]和ＬｉＣｌ∕ＮꎬＮ￣二甲基乙酰胺[１１]ꎬ但这些方法制得的ＢＣ材料结晶度均较低ꎬ导致机械性能也较差ꎮ而Ｎ￣甲基吡咯烷酮(ＮＭＰ)是一种通过解离氢键来分散ＢＣ的良好溶剂ꎬ可以使ＢＣ纤维链易于滑动并对齐ꎬ从而获得具有强机械性能的ＢＣ材料[１２]ꎮ自上而下的策略是制备高性能纤维素薄膜的一种简单㊁高效且环保的途径ꎮＨｕａｎｇ等[１３]将生物被膜纤维素进行逐层热压制得多层被膜纤维素薄膜ꎬ对其热压干燥得到单层被膜纤维素薄膜ꎬ其具有优异的力学性能(１４０.３ＭＰａ)ꎻＺｈｕ等[１４]采用自上而下法从各向异性的木材中制得各向同性的透明纸ꎬ其透光率高达９０％ꎮ同样地ꎬ该方法也可用于剥离制备石墨烯材料ꎬ如Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ等[１５]采用自上而下法使用透明胶带反复剥离热解石墨ꎬ最终得到了单层石墨烯[１６]ꎮ目前ꎬ系统研究自上而下法机械剥离ＢＣ制备纳米纤维膜(ＮａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅꎬＮＦＭ)的工作尚未有报道ꎮ本文首先采用简单的溶剂置换与热压干燥法制备了ＢＣ干燥薄膜(简称干膜)ꎬ结合自上而下的机械剥离法ꎬ实现了高强度ＢＣ￣ＮＦＭ的制备ꎮ通过进一步加捻ＢＣ￣ＮＦＭꎬ制得ＢＣ纤维ꎻ在加捻前引入ＣＮＴ制得ＢＣ∕ＣＮＴ导电纤维ꎮ通过扫描电镜㊁Ｘ射线衍射仪和红外光谱仪等设备表征ＢＣ干膜㊁ＮＦＭ和ＢＣ纤维的形态与结构ꎬ并通过万能材料试验机和热重分析仪等设备分析ＢＣ干膜与ＮＦＭ的物化性能ꎮ该制备方法操作简单ꎬ所得的复合纤维材料可为智能可穿戴设备的研究提供参考ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀实验材料ＢＣ水凝胶片(３２ｃｍˑ２６ｃｍˑ０.３ｃｍ)ꎬ桂林奇宏科技有限公司ꎻ氢氧化钠(ＮａＯＨꎬＡＲ)㊁Ｎ￣甲基吡咯烷酮(ＮＭＰꎬ９８％)和十二烷基苯磺酸钠(Ｃ１８Ｈ２９ＮａＯ３Ｓꎬ９５％)ꎬ上海阿拉丁试剂有限公司ꎻ多壁碳纳米管(ＭＷＣＮＴꎬ９５％)ꎬ深圳市穗恒科技有限公司ꎻ透明胶带ꎬ得力集团有限公司ꎻ去离子水ꎬ实验室自制ꎮ１.２㊀实验方法１.２.１㊀ＢＣ水凝胶片的预处理首先将ＢＣ水凝胶片用０.１ｍｏｌ∕ＬＮａＯＨ水溶液煮沸１ｈꎬ再用去离子水洗至中性ꎬ然后将纯化的ＢＣ水凝胶片在ＮＭＰ溶剂中浸泡２４ｈꎬ取出一片浸泡后的ＢＣ水凝胶片放置于两块铁板之间ꎬ将铁板放置于热压机中ꎬ在６０ħ㊁２０ＭＰａ的条件下热压４ｈ得到ＢＣ干膜ꎮ１.２.２㊀ＢＣ￣ＮＦＭｓ的制备首先ꎬ将热压所得的ＢＣ干膜粘在胶带的一端ꎬ然后拉动干膜以获得ＮＦＭꎬ在同一张ＢＣ干膜上重复进行机械剥离ꎬ将易得到的ＮＦＭ分别表示为１ｓｔ￣ＮＦＭ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ和３ｒｄ￣ＮＦＭꎬ以示区别ꎬ将未剥离的ＢＣ干膜表示为ＢＣｍｅｍｂｒａｎｅꎮ１.２.３㊀ＢＣ纤维的制备将得到的ＢＣ干膜和ＮＦＭｓ分别浸泡在去离子水中２４ｈꎬ加捻所得湿膜ꎬ得到的ＢＣ纤维分别命名为ＢＣｍｅｍｂｒａｎｅ￣ｆｉｂｅｒ㊁１ｓｔ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒ和３ｒｄ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒꎮＢＣ干膜加捻纤维与纳米纤维膜加捻纤维的捻数分别为１０ｔ∕ｃｍ和２５ｔ∕ｃｍꎬ方向为Ｓ捻ꎮ１.２.４㊀ＢＣ功能纤维的制备将１ｇ十二烷基苯磺酸钠溶解于２４４ｇ去离子水中ꎬ加入５ｇ多壁碳纳米管(ＭＷＣＮＴ)ꎬ搅拌使ＭＷＣＮＴ充分润湿ꎮ以此为基础ꎬ开展超声ꎬ超声时分散液会发热㊁起泡ꎬ每超声１０ｍｉｎ后ꎬ取分散液静置于冰水中降温消泡ꎬ更换水浴后继续超声ꎬ整个过程持续１~２ｈꎬ直至观察到ＭＷＣＮＴ在水中均匀分散开而无颗粒ꎮ然后将分散好的ＭＷＣＮＴ水溶液在６０ħ下加热并搅拌１ｈꎬ再将ＮＦＭ(此处以１ｓｔ￣ＮＦＭ为例)浸泡在质量分数为２％的ＭＷＣＮＴ溶液中ꎬ超声处理１０ｍｉｎꎬ然后加捻ꎮ捻数为２５ｔ∕ｃｍꎬ加捻方向为Ｓ捻ꎮＢＣ∕ＭＷＣＮＴ纤维在４５ħ干燥２ｈ后得到ꎮ１.３㊀测试与表征在Ｘ射线衍射仪(丹东方圆仪器有限公司ꎬＤＸ￣２７００ꎬ中国)上以反射模式对样品进行测试ꎮ２θ范围为５ʎ至４０ʎꎬ速度为１０(ʎ)∕ｍｉｎꎬ结晶度ＣＩ按式(１)计算:ＣＩ∕％＝Ｉ２００－ＩａｍＩ２００ˑ１００(１)式中:Ｉ２００是结晶峰的最大强度(２θ＝２２.８ʎ)ꎬＩａｍ是非结晶峰的最大强度(２θ＝１７.８ʎ)ꎮ在双光束紫外￣可见分光光度计上测量样品的固态紫外￣可见漫反射光谱ꎬ波长范围为４００~８００ｎｍꎬ分辨率为１ｎｍꎮＳＥＭ图像由场发射扫描电子显微镜(ＦＥ￣ＳＥＭꎬＵｌｔｒａ５５ꎬＺｅｉｓｓꎬ德国)来拍摄ꎮ热重分析(ＴＧＡ)在ＴＧＡ∕ＤＳＣ￣２(Ｍｅｔｔｌｅｒ￣Ｔｏｌｅｄｏꎬ瑞士)上进行ꎬ加热速度为１０ħ∕ｍｉｎꎬ温度范围从３０~８００ħꎬ氮气流量为４０ｍＬ∕ｍｉｎꎮ样品的拉伸试验是在万能材料试验机(５９４３ꎬＩＮＳＴＲＯＮꎬ美国)试验机进行的ꎮ使用ＦＴＩＲ光谱仪(ＮｉｃｏｌｅｔｉＳ５０ꎬＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎꎬ美国)对样品的化学结构进行了分析ꎬ扫描范围为５００~４０００ｃｍ－１ꎬ测试方法为ＡＴＲ法ꎮ采用小角Ｘ射线散射仪(ＳＡＸＳꎬＸｅｕｓｓ３.０ꎬＸｅｎｏｃｓＳＡＳꎬ法国)对几组样品的内部结构特征进行了分析ꎬ其铜靶光管功率为３０Ｗꎬ焦斑直径为３０μｍꎻ样品处最大光通量为４.５ˑ１０８ｐｈｓ∕ｓꎻ探测器Ｅｉｇｅｒ２Ｒ１Ｍꎬ单个像素大小７５μｍꎻ获取的ｑ范围(标准品理论值):２θｍｉｎɤ０.０１３ʎꎬｑｍｉｎɤ０.０１２ｎｍ－１ꎬ２θｍａｘȡ７５ʎꎬｑｍａｘȡ４９ｎｍ－１ꎮ吸水率是通过重量分析进行的ꎬ将制备好的ＢＣ干膜和ＮＦＭｓ在室温下浸泡于水中２４ｈꎬ然后擦去表面的残留水ꎬ进行重量测量ꎬ每组样品重复３次取平均值ꎮ７６第５期陈钦钦等:细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能１.４㊀ＢＣ∕ＣＮＴ纤维作为监测人类运动的多功能传感器㊀㊀利用便携式精密电阻∕电容量测设备(挚盒０１ＲＣꎬ苏州瓜瓦科技有限公司)连接电脑ꎬ测试ＢＣ∕ＣＮＴ纤维的弯曲应变传感性能ꎮ将ＢＣ∕ＣＮＴ纤维分别附着在志愿者的手指和颈部ꎬＢＣ∕ＣＮＴ试样的测试长度为３.０ｃｍꎬ监测手指与颈部的轻微运动变化(包括手指弯曲㊁手腕弯曲㊁手指接触和吞咽动作)ꎬ通过电脑实时记录纤维的相对电阻变化ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀ＢＣ￣ＮＦＭｓ的制备及其形貌分析图１为ＮＦＭ的制备示意图ꎬ首先通过将ＢＣ水凝胶片浸泡在ＮＭＰ中２４ｈꎬＢＣ网络中的水分子被ＮＭＰ取代ꎬ水和ＢＣ中的纳米纤维间的氢键被削弱ꎬ而在ＢＣ和ＮＭＰ之间形成了新的氢键ꎮ进一步ꎬ经过热压干燥ꎬ得到ＢＣ干膜ꎬ将其粘在胶带上可实现机械逐层剥离ꎬ以同一片ＢＣ干膜上机械逐层剥离所得的三层ＮＦＭ为例展开研究ꎮ图２为ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的表面与横截面ＳＥＭ图ꎮ如图２(ａ１) (ａ４)所示ꎬＢＣ干膜与ＮＦＭｓ都具有层次结构ꎬ有从宏观到微观的不同大小的孔隙ꎮ原始ＢＣ干膜具有随机分布的有着网络结构的纳米纤维ꎬ表现出均匀致密的形貌ꎬ因为热压过程中水分的缓慢蒸发导致ＢＣ纳米纤维的重新组装和致密结构的形成ꎮ随着机械剥离步骤的进行ꎬＮＦＭｓ表面的纳米纤维结构逐渐变得分散ꎬ从１ｓｔ￣ＮＦＭꎬ２ｎｄ￣ＮＦＭ图１㊀机械逐层剥离制备ＮＦＭ示意及机理Ｆｉｇ.１㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＮＦＭｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌａｙｅｒ￣ｂｙ￣ｌａｙｅｒｐｅｅｌｉｎｇ图２㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ表面及横截面ＳＥＭ图Ｆｉｇ.２㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｓｕｒｆａｃｅａｎｄｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭ８６ 现代纺织技术第３１卷到３ｒｄ￣ＮＦＭꎬＮＦＭ的表面无序的纳米纤维数增多ꎬ表明利用ＮＭＰ的溶剂置换反应影响ＢＣ的自身结构ꎬ同时由图２(ｂ１) (ｂ４)可以看出ꎬＮＦＭ的横截面从紧密变为了分层结构ꎬ且层数随着机械剥离次数(１ｓｔ㊁２ｎｄ㊁３ｒｄ)的增加而增多ꎬ层与层之间距离变得越来越大ꎬ结构变得松散ꎬ证明了机械剥离可以实现对ＢＣ干膜分层结构的控制并且破坏了ＢＣ纳米纤维间的氢键ꎮ文献表明氢键网络是对纤维素的物理特性和链结构影响最大的因素[１７]ꎮ本工作使用ＮＭＰ削弱溶剂与ＢＣ纳米纤维之间氢键ꎬ氢键的明显减少使得纳米纤维更容易分离ꎬＢＣ的分子间和分子内氢键的减弱ꎬ促进了ＢＣ的机械剥离ꎬ进而导致ＮＦＭｓ表面有微纤丝的出现ꎮ２.２㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭ结构分析图３为ＢＣ干膜与ＮＦＭ的ＸＲＤ谱图ꎮ样品在１４.５ʎ㊁１６.７ʎ和２２.７ʎ附近有３个结晶峰ꎬ分别对应(１１０)㊁(１１０)和(２００)晶面ꎮ与ＢＣ干膜相比ꎬ１ｓｔ￣ＮＦＭ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ和３ｒｄ￣ＮＦＭ样品中的３个特征吸收峰均减弱ꎬ对应于(２００)晶面的结晶峰减弱最明显ꎬ在所有ＢＣ样品中ꎬ２２.７ʎ处的峰值占主导地位ꎬ而１４.５ʎ和１６.７ʎ处的峰值变弱ꎬ尤其是１６.７ʎ处的峰几乎消失ꎬ机械剥离前后ꎬ特征峰２θ值没有明显变化ꎮ表１中列出了计算得到的ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的结晶度指数(ＣＩ)ꎬ４种样品的结晶度在６７％~７３％之间ꎮ与ＢＣ干膜(７３％)相比ꎬ３种经过机械剥离的ＮＦＭ的ＣＩ均降低ꎬ３种ＮＦＭ的ＣＩ随着剥离次数的增加而降低ꎮ可能是因为ＮＭＰ渗入非结晶区ꎬ破坏其氢键ꎬ但又由于空间位阻ꎬＮＭＰ分子太大而无法穿透ＢＣ的结晶区域ꎬ因此结晶度维持在纤维素正常水平ꎬ晶体结构几乎不受影响[２１]ꎮ图４为ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的小角Ｘ射线散射(ＳＡＸＳ)图ꎮ所有样品的ＳＡＸＳ谱图均具有明显的环形衍射图案ꎬ表明针状空隙或纤维结构平行于纤维方向排列ꎬ结晶和非晶区存在周期性层状排列ꎮ大多数纤维素分子链在纳米纤维素膜内显示出首选的排列ꎬ这得到了Ｘ射线衍射(ＸＲＤ)分析的支持ꎬ并以小角散射图案显示ꎬ它显示了散射强度的高度各向异性分布ꎮ随着机械剥离次数的增加ꎬ垂直极轴附近的弧线变得越来越亮ꎬ表明纤维素纳米纤维的排列量增加[２４]ꎮ与此同时可以观察到ꎬ与图４(ａ)的ＢＣ干膜相比ꎬ图４(ｂ) (ｄ)中弧线半径变小ꎬ且３ｒｄ￣ＮＦＭ的ＳＡＸＳ谱图中经线方向峰值最小ꎬ可能是由于剥离过程中氢键的断裂ꎬ导致无序性上升ꎮ图３㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ.３㊀ＸＲＤｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ表１㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的结晶度Ｔａｂ.１㊀ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ样品名称ＣＩ∕％ＢＣｍｅｍｂｒａｎｅ７３１ｓｔ￣ＮＦＭ７１２ｎｄ￣ＮＦＭ７０３ｒｄ￣ＮＦＭ６７图４㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的ＳＡＸＳ图Ｆｉｇ.４㊀ＳＡＸＳｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ９６ 第５期陈钦钦等:细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能㊀㊀图５为ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的ＦＴＩＲ谱图ꎮ４种ＢＣ样品的ＦＴＩＲ光谱显示在３２００~３５００ｃｍ－１的峰对应于ＮＭＰ与ＢＣ之间形成的氢键ꎮ８９８ｃｍ－１处的吸收峰表明了糖苷键的存在[２５]ꎮ１０５９ｃｍ－１的峰是由Ｃ Ｏ拉伸振动引起的ꎻ１６４０ｃｍ－１的吸收峰由细菌纤维素Ｏ Ｈ键的弯曲振动引起ꎻ２９１９ｃｍ－１的吸收峰由ＣＨ２ ＣＨ的拉伸振动产生[２８]ꎮ在ＢＣ干膜中ꎬ谱图中１６４０ｃｍ－１处的吸收峰强度明显大于经过机械剥离的１ｓｔ￣ＮＦＭ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ和３ｒｄ￣ＮＦＭꎬ且随着剥离次数的增加ꎬ强度减弱更为明显ꎬ可能是由于ＮＭＰ具有很强的亲水性ꎬ在水中的溶解度很大ꎬ可与水形成氢键ꎮ在溶剂置换过程中ꎬ随着含水率的下降ꎬ峰值降低ꎬ水的拉伸模式减弱[２９]ꎮ分析原因可能是由于ＮＭＰ能够断裂细菌纤维素分子间的氢键ꎬ并与纤维素分子中的羟基形成强的氢键ꎬ从而导致ＢＣ机械剥离过程中氢键的断裂[３０]ꎮ图５㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的ＦＴＩＲ谱图Ｆｉｇ.５㊀ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ纤维素膜的透光率与物质的组成和结构有关ꎮ图６使用固态ＵＶ￣Ｖｉｓ漫反射光谱对ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ在可见光范围内的透明度进行了量化ꎮ从图６中能够看出ꎬＢＣ干膜的透光率最低ꎬ在４００~８００ｎｍ范围内ꎬ透光率为１６％ꎮ当其经过机械剥离后ꎬＮＦＭ的透光率增加ꎬ其中１ｓｔ￣ＮＦＭ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ和３ｒｄ￣ＮＦＭ在４００~８００ｎｍ的透光率可分别达到１９％㊁２１％和２３％ꎮＮＦＭ透光率均比ＢＣ干膜高ꎬ其主要原因前者纳米纤维间形成的孔径比后者大ꎮ透光率与样品厚度㊁密度也有一定的联系ꎬ随着厚度的下降ꎬ密度的降低ꎬ增加了单位面积光的透过率ꎬ透光率会逐渐上升[３１]ꎮ同时ꎬ也证明了机械逐层剥离可以有效提升ＮＦＭ的透光度ꎮ图６㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的透光率Ｆｉｇ.６㊀ＴｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ液体吸收能力对于ＮＦＭ性能评估十分重要ꎮ图７为ＢＣ干膜与ＮＦＭ的吸水性能表征ꎬ由图７可得ꎬＢＣ干膜的吸水率仅为９３９％ꎬ而１ｓｔ￣ＮＦＭ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ㊁３ｒｄ￣ＮＦＭ的吸水率分别可达到１２４０％㊁１９８５％和２２８４％ꎬ这一现象与他们的ＳＥＭ图像所描述的微观结构一致ꎬ结构越松散ꎬ吸水能力就越强ꎮ３ｒｄ￣ＮＦＭ具有优异的水结合能力ꎬ吸水率为ＢＣ干膜的２.４倍ꎬ其在２４ｈ内至少可以容纳其自身重量的２２倍的水ꎮＢＣ干膜的机械逐层剥离过程导致ＮＦＭ吸水能力的增加ꎮＮＦＭ的高吸水能力对于伤口敷料在急性创伤时吸收血液和组织液具有重要意义ꎬ有助于ＢＣ在生物医学领域的应用ꎮ图７㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的吸水率Ｆｉｇ.７㊀ＷａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ图８为ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的应力￣应变曲线ꎮＢＣ干膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为２９.０ＭＰａ和２.９％ꎬＮＦＭ的力学性能明显提升ꎬ１ｓｔ￣ＮＦＭ和２ｎｄ￣ ０７ 现代纺织技术第３１卷ＮＦＭ的拉伸强度分别为１５２.５ＭＰａ㊁１５３.７ＭＰａꎬ断裂伸长率分别为４.８％㊁３.７％ꎮ而３ｒｄ￣ＮＦＭ的拉伸强度为３３８.０ＭＰａꎬ断裂伸长率为４.９％ꎬ其拉伸强度是ＢＣ干膜的１１.７倍ꎮ３ｒｄ￣ＮＦＭ样品中的纳米纤维缺乏氢键ꎬ由于氢键的减弱ꎬ加上纳米纤维较少ꎬ导致纠缠点较少ꎬ使得ＢＣ纳米纤维更容易定向拉伸ꎬ从而产生高强度[３２]ꎻ同时也使纳米纤维更容易沿应变方向相互滑过ꎬ导致更有弹性的行为ꎬ从而赋予了３ｒｄ￣ＮＦＭ高拉伸强度和高断裂伸长率ꎮ从上述结果可以观察到ꎬ随着机械剥离次数的增加ꎬＮＦＭ的拉伸强度呈现出逐层增加的趋势ꎬ该现象应归因于ＢＣ自身具有较高的强度ꎬ除此之外ꎬ经热压处理制成的ＢＣ干膜形成了更多氢键ꎬ使其机械强度大幅提高ꎮ基于上述现象ꎬ可以说明是溶剂ＮＭＰ和剥离次数的协同作用对ＢＣ微纤维的机械性能造成了影响ꎮ图８㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的应力￣应变曲线Ｆｉｇ.８㊀Ｓｔｒｅｓｓ￣ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ图９(ａ)为ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的ＴＧＡ曲线ꎬ所有膜的热降解可以根据重量损失分为３个阶段的分解:第一阶段(４０~２４０ħ)是由水蒸发引起的ꎻ第二阶段(２４０~３５０ħ)涉及ＢＣ的分解ꎻ第三阶段(３５０~８００ħ)是由残余链的分解引起的ꎮＢＣ这种原材料的结构保持了其结构的完整性ꎬ使得ＢＣ干膜与ＮＦＭ的热重曲线出现微小变化ꎮ图９(ｂ)是ＢＣ干膜与ＮＦＭ的ＤＴＧ曲线ꎬ分析得到ＮＦＭ最大分解温度出现在３３３.７~３３９.５ħ之间ꎬ而ＢＣ干膜的最大分解温度为３５９.７ħꎬ机械剥离明显降低了纳米纤维膜的主失重峰温度ꎮ主失重峰主要是由于纤维素的降解过程ꎬ如解聚㊁脱水和葡糖基单元的分解ꎬ然后形成炭化的残余物ꎮ样品重量的急剧下降可以归因于ＮＭＰ的预处理破坏了ＢＣ的分子间和分子内氢键ꎮ图９㊀ＢＣ干膜与ＮＦＭｓ的ＴＧ和ＤＴＧ曲线Ｆｉｇ.９㊀ＴＧａｎｄＤＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄＮＦＭｓ２.３㊀ＢＣ纤维形貌分析图１０为ＢＣ纤维的表面ＳＥＭ图ꎮ图１０(ａ１)和(ａ２) (ａ４)分别为加捻ＢＣ干膜和ＮＦＭ得到的纤维的表面低倍ＳＥＭ图像ꎮ从图１０中可得ꎬＢＣｍｅｍｂｒａｎｅ￣ｆｉｂｅｒ的直径远大于１ｓｔ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒ㊁２ｎｄ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒ和３ｒｄ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒꎬ表明机械逐层剥离可以有效降低ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒ的直径ꎮ在所有纤维中ꎬ３ｒｄ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒ的纤维表面是最光滑的ꎬ结构也最紧密ꎮ而ＢＣ干膜加捻而成的纤维表面与ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒｓ相比更为粗糙ꎬ归因于ＢＣ干膜厚度较大ꎬ其在加捻的过程中纤维素层与层之间过于堆积ꎬ从而使层与层之间界面作用变弱ꎬ导致纤维表面存在许多孔隙ꎮ图１０(ｂ１) (ｂ４)为高倍率下４种纤维的表面ＳＥＭ图ꎬ可以看出ꎬ加捻工艺增强了纤维素链之间的取向排列[３５]ꎮ１７ 第５期陈钦钦等:细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能图１０㊀ＢＣ纤维的表面低倍与高倍ＳＥＭ图Ｆｉｇ.１０㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｔｈｅＢＣｍｅｍｂｒａｎｅ￣ｆｉｂｅｒａｎｄＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒｉｎｌｏｗｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ２.４㊀ＢＣ∕ＣＮＴ纤维导电性能研究通过在加捻前将ＣＮＴ引入ＮＦＭ中可制得ＢＣ∕ＣＮＴ纤维ꎬ图１１为ＢＣ∕ＣＮＴ纤维作为监测人类运动的应变传感器ꎮ如图１１(ａ)所示ꎬ长为３.０ｃｍ的一根ＢＣ∕ＣＮＴ纤维附着在伸直的手指附近来充当现场传感器ꎬ从而检测手指弯曲又伸直的轻微运动变化ꎮ很明显ꎬＢＣ∕ＣＮＴ传感器的电阻响应在连续的弯曲运动和伸直运动中显示可重复的趋势ꎬ其中弯曲过程中电阻变化增加(０~１.５％)ꎬ随着手指伸直电阻变化降低(１.５％至０左右)ꎬ实现了对手指的小运动的有效监测ꎮ在图１１(ｂ)中ꎬ当志愿者将手势从悬空转为接触时ꎬ电阻变化增加(０~２.０％)ꎬ而由接触状态变为悬空时电阻变化降低(２.０％至０左右)ꎮ同样的ꎬ从图１１(ｃ)中可以看出ＢＣ∕ＣＮＴ纤维还可用来监测手腕的微小运动变化ꎮ此外ꎬ该ＢＣ∕ＣＮＴ传感器连接在志愿者的脖子上的喉咙处监测吞咽活动ꎬ如图１１(ｄ)所示ꎬ传感器依旧显示出连续可重复的趋势ꎮ传感器电信号随着运动状态的改变瞬时变化ꎬ瞬时电阻响应拓宽了ＢＣ∕ＣＮＴ纤维在可穿戴设备领域的应用ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图１１㊀ＢＣ∕ＣＮＴ纤维作为监测人类运动的多功能传感器Ｆｉｇ.１１㊀ＢＣ∕ＣＮＴｆｉｂｅｒａｓａｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｅｎｓｏｒｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｈｕｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔ２７ 现代纺织技术第３１卷３㊀结㊀论本文采用溶剂置换和热压干燥的方式对ＢＣ干膜进行处理ꎬ结合自上而下的机械剥离法成功制备了不同厚度的ＮＦＭꎻ进一步将ＢＣ干膜与ＮＦＭ进行加捻ꎬ制得ＢＣ纤维ꎮ加捻前复合ＣＮＴ可制得导电纤维ꎮ通过表征分析ＢＣ干膜㊁ＮＦＭ和ＢＣ纤维的结构特征ꎬ并且进行了拉伸性能㊁热稳定性与吸水率等测试ꎬ主要结论如下:ａ)ＳＥＭ图像显示原始ＢＣ干膜表面纳米纤维呈随机分布ꎬＮＦＭ表面的纳米纤维结构相较ＢＣ干膜变得分散且伴随有微纤丝的出现ꎬ从１ｓｔ￣ＮＦＭꎬ２ｓｔ￣ＮＦＭ到３ｒｄ￣ＮＦＭꎬＢＣ￣ＮＦＭ的表面无序的纳米纤维数越来越多ꎬ证明机械剥离破坏了ＢＣ内部的氢键ꎮｂ)通过机械剥离ＢＣ干膜可以得到三层厚度为５.０~８.０μｍ的ＮＦＭꎬ其中３ｒｄ￣ＮＦＭ厚度为５.０μｍꎬ厚度相对１ｓｔ￣ＮＦＭ和２ｎｄ￣ＮＦＭ分别降低了３.０㊁１.５μｍꎮｃ)３ｒｄ￣ＮＦＭ具有优异的力学性能ꎬ拉伸应力可达３３８.０ＭＰａꎬ为ＢＣ干膜的１１.７倍ꎻ３ｒｄ￣ＮＦＭ的吸水率高达２２８４％ꎬ为ＢＣ干膜的２.４倍ꎻ机械剥离所得ＮＦＭ均具有良好的热稳定性ꎮｄ)经复合与加捻方式制备的ＢＣ∕ＣＮＴ纤维ꎬ具有较好应变传感性能ꎬ可有效监测手指弯曲㊁手腕弯曲㊁手指接触和吞咽的微小运动变化ꎬ且相对电阻变化范围在０~２％之间ꎬ为未来应用于可穿戴设备提供了无限可能ꎮ参考文献:[１]汪丽粉ꎬ李政ꎬ贾士儒ꎬ等.细菌纤维素性质及应用的研究进展[Ｊ].微生物学通报ꎬ２０１４ꎬ４１(８):１６７５￣１６８３.ＷＡＮＧＬｉｆｅｎꎬＬＩＺｈｅｎｇꎬＪＩＡＳｈｉｒｕꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙＣｈｉｎａꎬ２０１４ꎬ４１(８):１６７５￣１６８３.[２]ＢＬＡＮＣＯＰＡＲＴＥＦＧꎬＳＡＮＴＯＳＯＳＰꎬＣＨＯＵＣＣꎬｅｔａｌ.Ｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎꎬｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ[Ｊ].ＣｒｉｔｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｓｉｎＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ４０(３):３９７￣４１４.[３]ＳＲＩＰＬＡＩＮꎬＰＩＮＩＴＳＯＯＮＴＯＲＮＳ.Ｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ￣ｂａｓｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:Ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０２１ꎬ２５４:１１７２２８.[４]袁微微ꎬ唐海哲.静电纺细菌纤维素基复合材料研究进展[Ｊ].轻纺工业与技术ꎬ２０２２ꎬ５１(５):１０９￣１１１.ＹＵＡＮＷｅｉｗｅｉꎬＴＡＮＧＨａｉｚｈｅ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙｓｐｕｎｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ￣ｂａｓｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＬｉｇｈｔａｎｄＴｅｘｔｉｌｅＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ５１(５):１０９￣１１１.[５]白雪梦ꎬ王璐瑶ꎬ郑雅慧ꎬ等.纤维素∕无机复合材料:纤维素及其衍生物的矿化与应用[Ｊ].复合材料科学与工程ꎬ２０２２ꎬ３３９(４):１２０￣１２８.ＢＡＩＸｕｅｍｅｎｇꎬＷＡＮＧＬｕｙａｏꎬＺＨＥＮＧＹａｈｕｉꎬｅｔａｌ.Ｏｒｇａｎｉｃ∕ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ:Ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｎｄｉｔｓｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ[Ｊ].ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２２ꎬ３３９(４):１２０￣１２８. [６]ＢＩＮＥＬＬＩＭＲꎬＲＶＨＳＰＡꎬＰＩＳＡＴＵＲＯＧꎬｅｔａｌ.Ｌｉｖｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｍａｄｅｂｙ３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｃｅｌｌｕｌｏｓｅ￣ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｉｎｇｒａｎｕｌａｒｇｅｌｓ[Ｊ].ＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓＡｄｖａｎｃｅｓꎬ２０２２ꎬ１４１:２１３０９５.[７]ＣＡＺＯＮＰꎬＶＡＺＱＵＥＺＭ.Ｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｓａｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｆｏｏｄｐａｃｋａｇｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ:Ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＦｏｏｄＨｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓꎬ２０２１ꎬ１１３:１０６５３０.[８]田萃钰ꎬ陆赵情ꎬ宁逗逗ꎬ等.多壁碳纳米管￣细菌纤维素复合薄膜的制备及其力学性能[Ｊ].复合材料学报ꎬ２０２３ꎬ４０(２):１０９６￣１１０４.ＴＩＡＮＣｕｉｙｕꎬＬＵＺｈａｏｑｉｎｇꎬＮＩＮＧＤｏｕｄｏｕꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｕｌｔｉ￣ｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ￣ｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓ[Ｊ].ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｅＣｏｍｐｏｓｉｔａｅＳｉｎｉｃａꎬ２０２３ꎬ４０(２):１０９６￣１１０４.[９]ＵＬ￣ＩＳＬＡＭＭꎬＫＨＡＮＳꎬＵＬＬＡＨＭＷꎬｅｔａｌ.Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｐｌａｎｔａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｐｅｌｌｉｃｌｅｓｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｆｒｏｍｄｉｓｓｏｌｖｅｄｓｔａｔｅｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓꎬ２０１９ꎬ１３７:２４７￣２５２. [１０]ＰＨＩＳＡＬＡＰＨＯＮＧＭꎬＳＵＷＡＮＭＡＪＯＴꎬＳＡＮＧＴＨＥＲＡＰ￣ＩＴＩＫＵＬＰ.Ｎｏｖｅｌｎａｎｏｐｏｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｒｏｍｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２００８ꎬ１０７(１):２９２￣２９９.[１１]ＣＨＥＮＰꎬＫＩＭＨＳꎬＫＷＯＮＳＭꎬｅｔａｌ.Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ∕ｍｕｌｔｉ￣ｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｗｅｔ￣ｓｐｉｎｎｉｎｇ[Ｊ].ＣｕｒｒｅｎｔＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓꎬ２００９ꎬ９(２):ｅ９６￣ｅ９９.[１２]ＦＥＲＧＵＳＯＮＡꎬＫＨＡＮＵꎬＷＡＬＳＨＭꎬｅｔａｌ.Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎａｎｄａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓ[Ｊ].Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓꎬ２０１６ꎬ１７(５):１８４５￣１８５３.[１３]ＨＵＡＮＧＤꎬＬＩＤꎬＭＯＫＷꎬｅｔａｌ.Ｔｏｐ￣ｄｏｗｎｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｔｕｎｉｃａｔｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅｆｉｌｍｓｗｉｔｈｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅꎬ２０２１ꎬ２８(１６):１０４１５￣１０４２４.[１４]ＺＨＵＭＷꎬＪＩＡＣꎬＷＡＮＧＹＬꎬｅｔａｌ.Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃｐａｐｅｒｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｗｏｏｄ:Ｔｏｐ￣ｄｏｗｎｇｒｅｅｎｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｓｕｂｓｔｒａｔｅｔｏｗａｒｄｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ[Ｊ].ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１８ꎬ１０(３４):２８５６６￣２８５７１.３７第５期陈钦钦等:细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能[１５]ＮＯＶＯＳＥＬＯＶＫＳꎬＧＥＩＭＡＫꎬＭＯＲＯＺＯＶＳＶꎬｅｔａｌ.Ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｉｎａｔｏｍｉｃａｌｌｙｔｈｉｎｃａｒｂｏｎｆｉｌｍｓ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２００４ꎬ３０６(５６９６):６６６￣６６９.[１６]张亚婷ꎬ严心娥ꎬ刘国阳ꎬ等.煤基石墨烯系列材料的可控制备及其在ＣＯ２还原过程中的应用进展[Ｊ].洁净煤技术ꎬ２０２２ꎬ２８(８):１￣１４.ＺＨＡＮＧＹａｔｉｎｇꎬＹＡＮＸｉｎ'ｅꎬＬＩＵＧｕｏｙａｎｇꎬｅｔａｌ.ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｂａｓｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｓｅｒｉｅｓｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＣＯ２ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ[Ｊ].ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ２８(８):１￣１４.[１７]崔静磊ꎬ桂晓光ꎬ王茜ꎬ等.纤维素改性材料对重金属吸附性能的研究进展[Ｊ].功能材料ꎬ２０２１ꎬ５２(３):３０５０￣３０５９.ＣＵＩＪｉｎｇｌｅｉꎬＧＵＩＸｉａｏｇｕａｎｇꎬＷＡＮＧＱｉａｎꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｍｏｄｉｆｉｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２１ꎬ５２(３):３０５０￣３０５９. [１８]马光瑞ꎬ和铭ꎬ杨桂花ꎬ等.低共熔溶剂体系预处理制备纤维素纳米纤丝及其性能研究[Ｊ].林产化学与工业ꎬ２０２１ꎬ４１(４):６９￣７６.ＭＡＧｕａｎｇｒｕｉꎬＨＥＭｉｎｇꎬＹＡＮＧＧｕｉｈｕａꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｆｉｂｒｉｌｂｙｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｄｅｅｐｅｕｔｅｃｔｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓꎬ２０２１ꎬ４１(４):６９￣７６.[１９]朱亚崇ꎬ吴朝军ꎬ于冬梅ꎬ等.纳米纤维素制备方法的研究现状[Ｊ].中国造纸ꎬ２０２０ꎬ３９(９):７４￣８３.ＺＨＵＹａｃｈｏｎｇꎬＷＵＺｈａｏｊｕｎꎬＹＵＤｏｎｇｍｅｉꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｕｌｐ＆Ｐａｐｅｒꎬ２０２０ꎬ３９(９):７４￣８３.[２０]王佳溪ꎬ苏艳群ꎬ刘金刚.阳离子化纤维素纳米纤丝的制备技术及应用进展[Ｊ].中国造纸学报ꎬ２０２２ꎬ３７(２):９４￣１０１.ＷＡＮＧＪｉａｘｉꎬＳＵＹａｎｑｕｎꎬＬＩＵＪｉｎｇａｎｇ.Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｆｉｂｒｉｌ[Ｊ].ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＰｕｌｐａｎｄＰａｐｅｒꎬ２０２２ꎬ３７(２):９４￣１０１.[２１]ＷＵＺＴꎬＣＨＥＮＳＹꎬＷＵＲＬꎬｅｔａｌ.Ｔｏｐ￣ｄｏｗｎｐｅｅｌｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｔｏｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｕｌｔｒａｔｈｉｎｆｉｌｍｓａｎｄｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０２０ꎬ３９１:１２３５２７.[２２]ＣＡＩＪꎬＺＨＡＮＧＬꎬＺＨＯＵＪꎬｅｔａｌ.ＭｕｌｔｉｆｉｌａｍｅｎｔｆｉｂｅｒｓｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｎＮａＯＨ∕ｕｒｅａａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ:Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２００７ꎬ１９(６):８２１￣８２５.[２３]ＺＨＵＫＫꎬＷＡＮＧＹꎬＬＵＡꎬｅｔａｌ.Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ∕ｃｈｉｔｏｓａｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｕｌｔｉｆｉｌａｍｅｎｔｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｔｗｏ￣ｓｗｉｔｃｈｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＡＣＳＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ７(７):６９８１￣６９９０.[２４]ＷＡＮＧＳꎬＬＩＴꎬＣＨＥＮＣＪꎬｅｔａｌ.Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔꎬａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｂｉｏｆｉｌｍｗｉｔｈａｌｉｇｎｅｄｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１８ꎬ２８(２４):１７０７４９１.[２５]张晓颖ꎬ荣新山ꎬ徐吉成ꎬ等.玄武岩纤维表面改性对生物膜附着性能的影响[Ｊ].材料工程ꎬ２０１９ꎬ４７(５):１２９￣１３６.ＺＨＡＮＧＸｉａｏｙｉｎｇꎬＲＯＮＧＸｉｎｓｈａｎꎬＸＵＪｉｃｈｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｏｎｂｉｏｆｉｌｍａｔｔａｃｈｍｅｎｔ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ４７(５):１２９￣１３６.[２６]ＩＬＬＡＭＰꎬＳＨＡＲＭＡＣＳꎬＫＨＡＮＤＥＬＷＡＬＭ.Ｔｕｎｉｎｇｔｈｅｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ:Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｒｙｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１９ꎬ５４(１８):１２０２４￣１２０３５.[２７]ＡＢＲＡＬＨꎬＣＨＡＩＲＡＮＩＭＫꎬＲＩＺＫＩＭＤꎬｅｔａｌ.Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｐａｐｅｒｆｉｌｍａｆｔｅｒｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｄｒｙａｎｄｈｕｍｉｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ１１:８９６￣９０４.[２８]ＵＳＨＡＲＡＮＩＭꎬＵＤＡＹＡＳＡＮＫＡＲＫꎬＡＮＵＡＰＰＡＩＡＨＫＡ.ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｇｒａｐｅｍｅｄｉｕｍｂｙｎａｔｉｖｅｉｓｏｌａｔｅＧｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１１ꎬ１２０(５):２８３５￣２８４１.[２９]ＶＥＬＡＺＱＵＥＺＧꎬＨＥＲＲＥＲＡ￣ＧＯＭＥＺＡꎬＭＡＲＴＩＮ￣ＰＯＬＯＭＯ.Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｏｕｎｄｗａｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｉｎｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００３ꎬ５９(１):７９￣８４.[３０]付时雨.纤维素的研究进展[Ｊ].中国造纸ꎬ２０１９ꎬ３８(６):５４￣６４.ＦＵＳｈｉｙｕ.Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｃｅｌｌｕｌｏｓｅｒｅｓｅａｒｃｈ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｕｌｐ＆Ｐａｐｅｒꎬ２０１９ꎬ３８(６):５４￣６４.[３１]朱杰君ꎬ孙海斌ꎬ吴耀政ꎬ等.石墨烯的制备㊁表征及其在透明导电膜中的应用[Ｊ].物理化学学报ꎬ２０１６ꎬ３２(１０):２３９９￣２４１０.ＺＨＵＪｉｅｊｕｎꎬＳＵＮＨａｉｂｉｎꎬＷＵＹａｏｚｈｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ｇｒａｐｈｅｎｅ:ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆｉｌｍｓ[Ｊ].ＡｃｔａＰｈｙｓｉｃｏ￣ＣｈｉｍｉｃａＳｉｎｉｃａꎬ２０１６ꎬ３２(１０):２３９９￣２４１０.[３２]ＺＨＡＮＧＭＨꎬＣＨＥＮＳＹꎬＳＨＥＮＧＮꎬｅｔａｌ.Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｔｕｎａｂｌｅｈｉｇｈｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓꎬｎｏｎ￣ｓｗｅｌｌｉｎｇａｎｄｂｉｏｎｉｃｎａｎｏｆｌｕｉｄｉｃｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０２１ꎬ１３(１７):８１２６￣８１３６.[３３]ＲＯＭＡＮＭꎬＷＩＮＴＥＲＷＴ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｌｆａｔｅｇｒｏｕｐｓｆｒｏｍｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ[Ｊ].Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓꎬ２００４ꎬ５(５):１６７１￣１６７７.[３４]ＢＡＲＵＤＨＳꎬＲＩＢＥＩＲＯＣＡꎬＣＲＥＳＰＩＭＳꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ￣ｐｈｏｓｐｈａｔｅ４７ 现代纺织技术第３１卷ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｍｂｒａｎｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＣａｌｏｒｉｍｅｔｒｙꎬ２００７ꎬ８７(３):８１５￣８１８.[３５]薛元ꎬ曹艳.环锭纺加捻三角区纤维转移机理及其运动规律分析[Ｊ].纺织学报ꎬ２００５ꎬ２６(５):３１￣３３.ＸＵＥＹｕａｎꎬＣＡＯＹａｎ.Ｍｉｇｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｆｉｂｅｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｍｏｖｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅｔｗｉｓｔｉｎｇｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｐａｃｅｏｆｒｉｎｇｓｐｉｎｎｉｎｇ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｅｘｔｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２００５ꎬ２６(５):３１￣３３.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓａｎｄｆｉｂｅｒｓＣＨＥＮＱｉｎｑｉｎ１ꎬＸＵＺｈａｏｍｅｉ２ꎬＭＡＴｉｎｇｆａｎｇ２ꎬＦＵＦｅｉｙａ１ꎬＬＩＵＸｉａｎｇｄｏｎｇ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ￣ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＨａｎｇｚｈｏｕＷＥＮＳＬＩＳｉｌｋＤｉｇｉｔａｌＰｒｉｎｔｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００２０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ＢＣ ａｓａｓｕｉｔａｂｌｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｔｏｐｅｔｒｏｌｅｕｍ￣ｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｓｍａｎｙｉｎｈｅｒｅｎｔａｎｄｕｎｉｑｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ ｂｒｅａｔｈａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈ￣ｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ.Ｂｕｔｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｉｓｓｏｌｖｅｉｎｃｏｍｍｏｎｏｒｇａｎｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｔｉｇｈｔｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓ.ＢＣｕｓｕａｌｌｙｅｘｉｓｔｓｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｔｈｉｎｍｅｍｂｒａｎｅｓ ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＢＣｄｒｉｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓａｒｅｐｏｏｒ.ＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇＢＣｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ ＮＦＭｓ ｗｉｔｈＢＣｆｉｂｅｒｓａｌｌｉｎｅｖｉｔａｂｌｙｄｅｓｔｒｏｙｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＢＣ.Ｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋ ｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒａｎｄｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｉｎＢＣｈｙｄｒｏｇｅｌｍｅｍｂｒａｎｅｓｗａｓｗｅａｋｅｎｅｄｂｙｔｈｅｓｏｌｖｅｎｔｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ ａｎｄｔｈｅｌａｙｅｒ￣ｂｙ￣ｌａｙｅｒｐｅｅｌｉｎｇｏｆＢＣｄｒｙｍｅｍｂｒａｎｅｓｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｈｏｔ￣ｐｒｅｓｓｉｎｇｄｒｙｉｎｇｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｏｐ￣ｄｏｗｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅｈｉｇｈ￣ｓｔｒｅｎｇｔｈＢＣ￣ＮＦＭ ａｎｄＢＣｆｉｂｅｒｓｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｆｕｒｔｈｅｒｔｗｉｓｔｉｎｇｏｆＮＦＭｓ.Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＢＣｄｒｙｍｅｍｂｒａｎｅ ＮＦＭｓａｎｄＢＣｆｉｂｅｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｂｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｍｅａｎｓｓｕｃｈａｓｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ Ｘ￣ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｚｅｒ ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｈｅｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｉｎｇｆｉｂｅｒＢＣ∕ＣＮＴｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｅｍｂｅｄｄｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｓｕｃｈａｓＣＮＴｉｎｔｏＮＦＭｓｂｅｆｏｒｅｔｗｉｓｔｉｎｇ.ＴｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆｔｈｅＢＣ∕ＣＮＴｆｉｂｅｒｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｒｅａｃｈ２％.ＩｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｒａｎｄｏｍｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅＢＣｄｒｙｍｅｍｂｒａｎｅａｌｌｈａｖｅａｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｘｈｉｂｉｔａｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ａｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｅｌｉｎｇｓｔｅｐｐｒｏｃｅｅｄｓ ｔｈｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｏｎｔｈｅＮＦＭｓｕｒｆａｃｅｂｅｃｏｍｅｄｉｓｐｅｒｓｅｄａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈａｔＮＭＰｗｅａｋｅｎｓｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｏｌｖｅｎｔａｎｄｔｈｅＢＣｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ ｔｈｕｓｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｅｌｉｎｇｏｆＢＣ ａｎｄｉｎｔｕｒｎｌｅａｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｏｆｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｓｏｎｔｈｅＮＦＭｓｕｒｆａｃｅ.ＴｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆａｌｌｔｈｒｅｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙｅｘｆｏｌｉａｔｅｄＮＦＭｓｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｄｒｙＢＣｍｅｍｂｒａｎｅ ａｎｄｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆ３ｒｄ￣ＮＦＭｉｓｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅＮＭＰｔｒｅａｔｍｅｎｔｄｏｅｓｎｏｔａｆｆｅｃｔｔｈｅＢＣｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ｔｈｅｓｍａｌｌ￣ａｎｇｌｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｒｃｄｉａｍｅｔｅｒｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｅｓｓｍａｌｌｅｒｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｓｔｒｉｐｐｉｎｇｎｕｍｂｅｒ ａｎｄｔｈｅ３ｒｄ￣ＮＦＭｉｓｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔ ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｉｐｐｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｒｅａｋｓｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓｉｎｓｉｄｅＢＣａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｄｉｓｏｒｄｅｒ.ＴｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｐｅａｋｏｆｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅＣ Ｈｂｏｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｅｅｌｉｎｇ ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈａｔＮＭＰｃａｎｂｒｅａｋｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓｂｅｔｗｅｅｎＢＣｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｎｄｆｏｒｍｎｅｗｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓｗｉｔｈｔｈｅｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓｉｎＢＣｍｏｌｅｃｕｌｅｓ.ＴｈｅＮＦＭｓｗｉｔｈｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ５.０ｔｏ８.０μｍｓｈｏｗａｍａｘｉｍｕｍｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆ２３％ ｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆ２ ２８４％ａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆ３３８.０ＭＰａ ｅａｃｈｏｆｗｈｉｃｈｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅＢＣｄｒｙｍｅｍｂｒａｎｅ.ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅＢＣｄｒｙｍｅｍｂｒａｎｅ ３５９.７ħ ｔｈｅｍａｉｎｗｅｉｇｈｔｌｏｓｓｐｅａｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆａｌｌｔｈｅｔｈｒｅｅＮＦＭｓａｒｅｒｅｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ３３３.７ｔｏ３３９.５ħ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇｔｈｅｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓｏｆＢＣｂｙＮＭＰ.ＳｕｒｆａｃｅＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＢＣｆｉｂｅｒｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ３ｒｄ￣ＮＦＭ￣ｆｉｂｅｒｈａｓｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｔｈｅｔｉｇｈｔｅｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｒｏｖｉｎｇｔｈａｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｅｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆＮＦＭｓ￣ｆｉｂｅｒａｎｄｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｎｓｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒ.ＴｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｔｉｎｙｈｕｍａｎｂｏｄｙｍｏｖｅｍｅｎｔｓｂｙＢＣ∕ＣＮＴｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆｉｂｅｒｓｆｕｌｌｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｉｒｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｓｍａｒｔｗｅａｒａｂｌｅｄｅｖｉｃｅｓ.ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｄａｔａｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＢＣ￣ＮＦＭｓｂｙｔｏｐ￣ｄｏｗｎｍｅｔｈｏｄｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｅｌｉｎｇ ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｎｅｗｉｄｅａｓｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ￣ｓｔｒｅｎｇｔｈＮＦＭｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｅｌｉｎｇ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅ ｔｗｉｓｔ ｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｉｎｇ５７ 第５期陈钦钦等:细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能。

纤维素纳米材料的制备与应用纤维素是地球上最丰富的天然有机高分子化合物之一，广泛存在于植物的细胞壁中。

随着科技的不断发展，纤维素纳米材料因其独特的性能和广泛的应用前景，逐渐成为材料科学领域的研究热点。

一、纤维素纳米材料的制备方法1、化学法化学法是制备纤维素纳米材料的常用方法之一。

其中，酸水解法是较为经典的方法。

通常使用强酸，如硫酸或盐酸，对纤维素进行水解处理。

在适当的反应条件下，纤维素的无定形区被优先水解，而结晶区相对稳定，从而得到纤维素纳米晶体（CNC）。

然而，强酸的使用可能会带来环境问题，并且需要对产物进行充分的洗涤以去除残留的酸。

2、机械法机械法主要包括高压均质法、微射流法和研磨法等。

这些方法通过施加强大的机械力来破坏纤维素的大分子结构，从而获得纳米尺度的纤维素材料。

高压均质法是将纤维素悬浮液在高压下通过狭窄的缝隙，产生强烈的剪切力和冲击力，使纤维素纤维细化。

微射流法则是利用高速微射流的冲击作用来实现纤维素的纳米化。

机械法的优点是操作相对简单，但往往需要较高的能量消耗。

酶解法利用特定的酶，如纤维素酶，对纤维素进行降解。

通过控制酶的种类、用量和反应条件，可以得到不同尺寸和形态的纤维素纳米材料。

酶解法具有反应条件温和、环境友好等优点，但酶的成本较高，限制了其大规模应用。

4、生物合成法某些微生物，如细菌和真菌，能够在其代谢过程中合成纤维素纳米纤维（CNF）。

通过优化培养条件和基因工程手段，可以调控微生物合成的纤维素纳米材料的性能。

这种方法具有潜在的大规模生产前景，但目前仍处于研究阶段。

二、纤维素纳米材料的性能特点1、高比表面积由于其纳米尺度的尺寸，纤维素纳米材料具有巨大的比表面积，这为其在吸附、催化等领域的应用提供了基础。

2、优异的机械性能纤维素本身具有良好的机械强度，而纳米化后的纤维素材料在保持这一优势的同时，还表现出更高的柔韧性和韧性。

3、良好的生物相容性纤维素是天然的生物大分子，具有良好的生物相容性，因此纤维素纳米材料在生物医学领域有广泛的应用潜力。

纳米纤维素的制备【纳米纤维素的表征\制备及应用研究】1、前言纤维素主要由植物的光合作用合成,是自然界取之不尽,用之不竭的可再生天然高分子,除了传统的工业应用外,任何交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科进一步有效地利用纤维素资源,开拓纤维素在纳米精细化工、纳米医药、纳米食晶、纳米复合材料和新能源中的应用,成为国内外科学家竞相开展的研究课题。

在纳米尺寸范围操纵纤维素分子及其超分子聚集体,设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,成为纤维素科学的前沿领域[1]。

1.1 纳米纤维素的特性纳米纤维素是令人惊叹的生物高聚物,具有其它增强相无可比拟的特点:其一,源于光合作用,可安全返回到自然界的碳循环中去;其二,既是天然高分子,又具有非常高的强度,杨式模量和张应力比纤维素有指数级的增加,与无机纤维相近。

纳米管是迄今能生产的强度最高的纤维,纳米纤维素的强度约为碳纳米管强度的25％,有取代陶瓷和金属的潜质;其三,比表面积巨大,导致其表面能和活性的增大,产生了小尺寸、表面或界面、量子尺寸、宏观量子隧道等效应[2]。

1.2 纳米纤维素分类纳米纤维素超分子以其形貌可以分为以下3类:纳米纤维素晶体(晶须)、纳米纤维素复合物和纳米纤维素纤维。

1.2.1 纳米纤维素晶体利用强酸水解生物质纤维素,水解掉生物质纤维素分子链中的无定形区,保留结晶区的完整结构,可以制得纳米微晶纤维素。

这种晶体长度为10nm～1μm,而横截面尺寸只有5～20nm,长径比约为1～100,并具有较高的强度。

若再进一步对纳米微晶纤维素进行强酸水解处理或高强度超声处理,将会得到形态尺寸更加精细的纤维素纳米晶须[3],纳米晶须具有比纳米微晶纤维素更高的比表面积和结晶度,使其在对聚合物增强方面可发挥出更大的作用。

1.2.2 纳米纤维素复合物纳米尺寸的纤维素用于复合物性能增强,归因于纳米纤维索高的杨氏模量和微纤丝的均匀分布。

纳米纤维素合成方法及其在复合材料领域的应用论文纳米纤维素包含纳米纤维素晶体、纳米纤维素纤维和细菌纳米纤维素 3 种类型。

由于其具有高强度、大比外表积、高透明性等优良性能，成为目前纳米材料领域研究的热点。

本文综述了近年来国内外纳米纤维素的主要制备方法，并对纳米纤维素在复合材料领域中的应用研究进展了总结。

纳米纤维素；制备；纳米复合材料；应用。

Abstract: There are three types of nano cellulose: nano crystalline cellulose,nano cellulose fiber and bacterial nano cellulose. Due to itshigh strength,high specific surface area,high transparency and other excellent properties,nano cellulose bees one of the hotspots in ma-terial research field. This paper reviewed the recent progress in its preparation methods,and its application in the field of posite materi-als.Key words: nano cellulose; preparation; nano posite materials; application.纤维素（ Cellulose）是一种天然高分子化合物，已经成为人类社会不可或缺的重要资源。

纤维素主要植物（如棉、麻、木、竹等） ,与合成高分子材料相比，具有可再生、可降解、本钱低廉、储量丰富等优点。

纳米纤维素（ Nano Cellulose,NC）是指直径在1 ~100 nm,具有一定长径比，化学成分为纤维素的纳米高分子材料。

复合材料的制备方法
复合材料的制备方法有：
1.层压法：将两种或以上的材料层叠在一起，用热、压力或化学反应等手段进行复合，形成具有多种性能的复合材料。

2.浸渍法：将纤维素材料浸入预浸液中，再压缩、加热或固化，使纤维素材料与基体材料结合，形成复合材料。

3.纤维缠绕法：将纤维缠绕成定制的形状，然后用树脂进行浸涂或固化，形成具有高强度和刚度的复合材料。

4.模压法：将纤维素材料与预先制作好的模具结合，用热、压力或化学反应等手段使材料固化，形成结构性复合材料。

5.注射法：通过喷淋或喷涂将两种或以上材料喷在一起，然后用压力或热固化使其粘合，形成复合材料。

6.自生法：采用化学反应或物理变化形成原材料的组织结构，然后通过压缩或热固化等等，形成复合材料。