淀粉纳米晶的制备及其结构研究

可生物降解聚乳酸纳米复合材料的研究进展摘要聚乳酸具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等, 广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。

将填充剂以纳米尺度分散在聚乳酸基体中形成聚乳酸纳米复合材料, 能显著提高聚乳酸的机械性、气体阻隔性能、热性能及生物降解性能, 受到国内外学者及工业界的广泛关注。

本文针对近年来在聚乳酸纳米复合材料的制备方法、结构表征与性能测试等方面取得的研究成果进行综述, 并对今后的研究方向进行了展望。

关键词聚乳酸; 可生物降解; 纳米复合材料; 蒙脱石; 聚多糖1 引言近年来, 由于大量聚烯烃等来源于石油产品的聚合物被广泛应用于包装材料领域, 它们被使用后很难回收而直接被弃入环境中, 造成很严重的环境污染问题。

现行处理此类固体污染物的方法通常是填埋或焚烧处理, 但是焚烧处理过程中易产生有害气体二次污染环境, 埋处理又会占用大量有限的土地资源, 传统聚烯烃塑料制品化学、生物稳定性强, 填埋后上百年也几乎不会分解, 造成土壤板结、作物减产、填埋地寿命变短等新的环境压力。

以可生物降解的聚合物替代传统石油基聚合物是解决上述环境污染问题的有效途径,聚乳酸被认为是最具开发应用价值的可生物降解聚合物, 它是由乳酸直接缩合或乳酸二聚体丙交酯开环聚合而形成的高分子, 而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵, 聚乳酸在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2 和H2O,对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[ 1]。

根据纳米填充剂的种类不同, 可以将其分为聚乳酸2无机纳米复合材料和聚乳酸2有机纳米复合材料两类, 本文针对近年来国内外在两类聚乳酸纳米复合材料的制备方法、结构表征与性能测试等方面取得的研究成果进行综述。

2 聚乳酸2无机纳米复合材料近年来, 将无机增强剂(包括蒙脱石、合成云母、碳纳米管、羟基磷灰石、二氧化硅和碳酸钙等)以纳米尺度分散在聚乳酸基体中形成聚乳酸2无机纳米复合材料, 能显著提高聚乳酸的机械性、气体阻隔性能、热性能及生物降解性能, 受到国内外学者及工业界的广泛关注[ 2]。

La2O3纳米晶的制备与表征作者：张梅杨绪杰陆路德汪信文摘用聚乙二醇法制备了La2O3纳米晶，用X射线粉末衍射(XRD)，透射电子显微镜(TEM)及BET比表面吸附对La2O3纳米晶的粒径和形貌进行了表征。

其粒径随热处理温度的上升而增大，形貌由球形变为片状。

粒径分布窄，无硬团聚现象产生。

在600℃热处理得到单斜与六方晶系的混合La2O3纳米晶，随着热处理温度的升高，六方晶系所占的比例上升，850℃以上热处理时，得到纯的六方晶系。

拉曼光谱测试的结果验证了晶体结构的变化。

关键词氧化镧，纳米晶，聚乙二醇法O3 Nanocrystals2Zhang Mei Yang Xujie Lu Lude Wang Xin (School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science & TechnologyNanjing210094)Abstract La2O3 Nanocrystals were prepared by polyethylene glycol method. The structure and morphology of La2O3 nanocrystals were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and BET specific surface area absorption 2O3 nanocrystals with different size of particles and different type of morphology were produced at different heat-treatment temperatures. MixedLa2O3 nanocrystals of monocline and hexagonal were obtained at 600℃and completely transformed to the hexagonal phase when the heat-treatment temperature raised above 850℃. The Raman spectra of the La2O3 nanocrystals are also analyzedin this paper.Key word Lanthana,Nanocrystal,Polyethylene method1前言La2O3作为重要的稀土氧化物，在催化剂、固体电解质等方面有广泛的应用。

Pickering 乳液的研究进展乳液分为水包油型（oil/water，O/W）和油包水型（water/oil，W/O），但无论哪种乳液，均需要添加乳化剂以阻止乳液发生凝聚。

乳液液滴稳定化通常是通过两亲性分子的作用来实现，如乳化剂和其他低分子量的稳定剂，可通过减少两相之间的界面张力，增加空间位阻或液滴之间的静电排斥作用而达到稳定乳液的效果。

然而，过量的乳化剂必须从样品中去除，否则会影响和破坏乳液后续的应用，如乳化剂会诱导组织发炎甚至造成细胞损伤，这使得由乳化剂稳定的传统乳液在医药制剂方面的应用受到限制。

除小分子量的表面活性剂外，可溶性蛋白质和聚合物乳化剂以及具有部分润湿性能的固体胶体粒子，也可用于稳定乳液。

其中，由固体颗粒代替乳化剂而制备的稳定乳液称为Pickering 乳液。

Pickering 乳液体系由于具备不含乳化剂及稳定性高的优势，在不同的领域内得到应用，包括生物医学中的药物传递，化妆品和食品工业中功能成分的包埋以及材料的涂膜等。

研究表明，Pickering 乳液的稳定性在很大程度上取决于固体颗粒的性质，因此本文对用于稳定Pickering 乳液的固体颗粒的种类，包括无机颗粒、合成颗粒和天然有机化合物颗粒进行总结，并重点描述了淀粉颗粒、蛋白颗粒和黄酮化合物颗粒在稳定Pickering 乳液方面的研究。

1 Pickering 乳液的稳定性研究Pickering 乳液的类型和传统乳液类似，包括O/W，W/O 或O/W/O 等多重乳液。

固体颗粒能够用于稳定乳液液滴的现象最初由Ramsden和Pickering发现。

Finkle 等于1923 年就对固体颗粒的基本性质进行了描述，他认为固体颗粒应易于分散在液体中，并能够聚集在液- 液界面，以形成有效的空间位阻或静电保护以稳定乳液液滴。

此外，Finkle 指出，Pickering 乳液的稳定性很大程度上取决于固体颗粒的部分润湿性，即要求颗粒具有亲水和亲油两亲特性，如果颗粒完全溶解于水或油，他们就会分散在两相中的一相中，不能吸附在油- 水界面，在这种情况下，不能制备稳定的乳状液。

纳米材料的制备摘要：纳米材料是指颗粒尺寸在1～100 nm的超细材料,由于其晶粒小,比表面积大 ,这就使其产生了块状材料所不具有的量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等。

表现在纳米体系的光、热、电、磁等性质与常规材料不同,从而在工程材料、磁性材料、催化剂、计算机等方面有着广泛的应用。

在众多的纳米材料的研究与应用中,纳米材料的制备是基础。

本论文从物理制备方法和化学制备方法来阐述纳米材料的一些制备方法，对纳米材料的制备作一些简单的介绍。

相信随着科学研究的不断深入,会有更好更多的新制备方法出现,以满足人们的需要,纳米材料的应用会越来越广泛。

关键词: 纳米材料；球磨法；气体冷凝法；溅射法；化学沉淀法；溶胶—凝胶法纳米材料一般指尺寸从1nm到100nm之间 ,处于原子团族和宏观物体交接区域内的粒子。

纳米材料具有宏观材料所不具有的特殊性质，即所谓的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等。

纳米材料包括纳米粉体、纳米纤维、纳米块体、纳米复合材料和纳米结构材料等，它们的制备方法有的相同，有的不相同，有的原理上相同，但工艺上有显著的差异。

纳米材料的制备方法很多，目前尚无科学的分类方法。

如果按照反应类型分可分为物理方法和化学方法；如果根据反应介质可分为固相法、液相法及气相法；如果按反应物状态可分为干法和湿法等。

分类方法不同，研究问题的侧重点就不同。

为了更明了地阐述纳米材料制备过程的物理和化学机理，本论文按照物理方法和化学方法的分类来阐述纳米材料的一些制备方法。

[1]1、物理法制备纳米材料1.1 球磨法球磨法是利用介质和物料之间的相互研磨和冲击使物料粒子粉碎。

球磨法最早用于制备氧化物分散增强的超合金，目前，此技术已扩展到生产各种非平衡结构，包括纳米晶、非晶和准晶材料。

现应用于不同目的的球磨方法包括振动磨、搅拌磨、胶体磨、纳米气流粉碎气流磨等。

球磨法工艺示意图如图1所示。

在一个密封的容器内掺有直径约50μm粒子的粉体，其中有许多硬钢球或包覆碳化钨的球。

刘大刚：拉开天然高分子应用的序幕作者：暂无来源：《科学中国人》 2016年第1期本刊记者严永红专家简介：刘大刚，南京信息工程大学环境科学与工程学院化学系教授、博士生导师。

现从事环境友好高分子纳米材料研究。

1978年出生于河南省固始县。

2004年师从张俐娜院士开展天然高分子研究；2007年武汉大学高分子化学与物理专业博士毕业，2008至2010年在美国路易斯安娜州立大学可再生资源系从事博士后研究。

2011年被南京信息工程大学以环境材料学科带头人引进。

先后主持国家自然科学基金、教育部留学回国人员科研启动基金10余项。

至今发表期刊论文40余篇，近5年据Google scholar统计论文被引用近800次。

专利20余项，先后获江苏省六大人才高峰、中青年学术带头人以及中国环境学会青年科技奖等荣誉。

能源的消耗利用，极大地改善了人类物质生活，同时也让环境污染问题迫在眉睫。

近年来，具有良好的再生性和环境友好性，作为可以替代传统化石能源而又在自然界中普遍存在的天然高分子被广泛关注。

依照天然高分子的结构属性，改性修饰或者纳米化研制开发出适合于人类可持续发展的、无毒害、易降解的高分子材料，成为了当今全球节能环保领域重要的研究方向。

“能源问题势必会引起环境问题，把自然界中的生物质作为一种能量，通过循环使之得以释放，可以极大地减少对化石能源的依赖性，同时也不会对环境造成不良影响。

”南京信息工程大学环境科学与工程学院化学系教授刘大刚如此认为。

田野里走出来的材料工作者出生于20世纪70年代末的刘大刚成长于革命老区大别山脚下，自小玩耍于山间田野，一束花草、一颗粒石、一只甲壳虫……都可以让他玩得不亦乐乎。

因历史原因，当地十分贫困，食不裹腹并不罕见。

在此等生活条件下，读书成为一种奢侈。

他的爷爷是以前的私塾先生，在当地算得上知识分子，“家里的教育传承还可以”，因此，刘大刚才能一路从小学、中学读到大学，最终成长为一个前线教育工作者，科研人员。

纳⽶粒⼦的制备⽅法综述纳⽶粒⼦的制备⽅法综述摘要：纳⽶材料是近期发展起来的⼀种多功能材料。

在纳⽶材料的当前研究中,其制备⽅法占有极其重要的地位,新的制备⼯艺过程的研究与控制对纳⽶材料的微观结构和性能具有重要的影响。

本⽂主要概述了纳⽶材料传统的及最新的制备⽅法。

纳⽶材料制备的关键是如何控制颗粒的⼤⼩和获得较窄且均匀的粒度分布。

[1]Abstract :Nanometer material is a kind of multi-functional material which was developed in recend . In the current study of it , its produce-methods occupy the important occupation . New methods’ reseach and control have an important influence on Nanometer materials’microstructure and property .This title mainly introduces nanometer materials’traditional and new method of producing . The key of the nanometer material s’ producing Is how to control the grain size and get the narrow and uniform size distribution .关键词：纳⽶材料制备⽅法Key words :Nanometer material produce-methods正⽂：纳⽶材料的制备⽅法主要包括物理法，化学法和物理化学法等三⼤类。

下⾯分别从三个⽅⾯介绍纳⽶材料的制备⽅法。

物理制备⽅法早期的物理制备⽅法是将较粗的物质粉碎，其最常见的物理制备⽅法有以下三种：1.真空冷凝法⽤真空蒸发、加热、⾼频感应等⽅法使原料⽓化或形成等离⼦体，然后骤冷。

研究与技术丝绸JOURNAL OF SILK壳聚糖∕纤维素纳米晶复合纤维的制备与表征Preparation and characterization of chitosan∕cellulose nanocrystal composite fibers彭亚倩1,张㊀宇1,王迎坤1,林裕凯1,徐荷澜1,2,侯秀良1(1.江南大学生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122;2.南京海关纺织工业产品检测中心,江苏无锡214101)摘要:纤维素纳米晶(CNCs )强力好,可自组装,但其溶液具有高分散性而无法成丝,壳聚糖生物相容性好,其溶液可纺性好,但纤维力学性能差㊂本文提出用壳聚糖溶液(CS )协助CNCs 纺丝,采用湿法纺丝方法制备壳聚糖∕纤维素纳米晶(CS∕CNC )复合纤维,并比较共混和同轴两种不同纺丝方法所制备的CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的结构及性能特征㊂结果表明,相较于纯壳聚糖纤维,CS∕CNC 复合纤维的耐水稳定性有所提高;与CS∕CNC 共混纤维相比,CS∕CNC 皮芯纤维力学性能更好,初始模量高达489.40cN∕dtex ,断裂伸长率为9.65%,在芯层有连续的手性向列相层状结构,在偏振光下具有明亮有序的虹彩色,有望应用于防伪方面,进一步扩大CNC 的应用范围㊂关键词:纳米纤维素晶;壳聚糖;湿法纺丝;复合纤维;同轴纺丝;共混纺丝;中图分类号:TS 102.65㊀㊀㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀㊀㊀文章编号:10017003(2024)04006209DOI :10.3969∕j.issn.1001-7003.2024.04.008收稿日期:20230710;修回日期:20240308基金项目:国家自然科学基金项目(52303039)作者简介:彭亚倩(1999),女,硕士研究生,研究方向为生物基纺织高分子材料㊂通信作者:侯秀良,教授,houxl @ ㊂㊀㊀纤维素是地球上最丰富的天然高分子,而纤维素纳米晶(CNCs )是通过去除纤维素中无定形区而保留结晶区获得的㊂CNCs 具有高长径比㊁高比表面积及优异的力学性能,常用于增强淀粉[1]㊁聚乳酸[2]等材料㊂同时,作为一种典型具有手性的生物衍生纳米棒,可以自发地形成左旋胆甾体,表现出强双折射现象,产生多彩的结构色[3],常用于光子通信的引导单元或防伪响应传感器[4]㊂但是,由于CNCs 具有高表面电荷密度和高分散的特性[5],从而难以通过湿法纺丝形成纤维㊂壳聚糖(CS )是自然界唯一含游离氨基碱性阳离子高分子,是自然界仅次于纤维素的第二大天然有机资源[6]㊂其大分子链上分布着很多羟基㊁氨基和N-乙酰氨基,形成各种氢键,结晶度高达30%~35%㊂壳聚糖纤维具有生物相容性好㊁可降解㊁天然抑菌吸湿快干㊁快速止血等独特性能[7],常被用于医用缝合线㊁敷料等方面,但是,湿法纺丝的CS 纤维普遍强力低,限制了它在生活中的实际应用㊂一些研究者将CNCs 作为增强基与生物基功能材料复合,以扩大CNCs 的应用领域㊂Pires 等[10]研究了带有阴离子硫酸盐半酯基团的CNCs 通过与带正电荷的壳聚糖相互作用,可增强壳聚糖食品包装膜的韧性;Mclee [11]用CNCs 增强甲基纤维素制备,可用于生物支架的水凝胶网络;Gao 等[12]表明采用湿法纺丝方法制备的氧化CNCs 与CS 复合纤维的取向度提高㊂这些研究主要是利用CNC 较好的力学性能,但通过复合利用CNC 组装产生结构色制备功能纤维的研究很少㊂本文将均匀分散的剑麻CNCs 与CS 复合,通过同轴纺丝制备皮芯复合纤维,二者协同作用可促进CNCs 纺丝成形,又能提高壳聚糖纤维的力学性能,赋予复合纤维独特的光学特征㊂本文采用湿法纺丝方法制备壳聚糖∕纤维素纳米晶(CS∕CNC )复合纤维,比较共混㊁同轴两种不同纺丝方式所制备的CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的形态结构及性能㊂1㊀实㊀验1.1㊀材㊀料采用预碱化㊁乙酰化和酸水解方法从天然植物剑麻纤维(UG 级,产自非洲坦桑尼亚,密度为1.5g∕cm 3,直径约为0.5mm )中提取剑麻CNCs ,所得CNCs 平均长度为167.2nm ,直径为6.3nm ㊂壳聚糖(脱乙酰度ȡ95%,黏度为1250mPa ㊃s )(潍坊海之源生物制品有限公司)㊂乙酸㊁乙醇和氢氧化钠均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司)㊂1.2㊀仪器与设备JEM-1400plus 型透射电镜(日本电子株式会社),HAAKECaBER 1型拉伸流变仪㊁Nicolet is 10型傅里叶变换红外光谱仪(美国赛默飞世尔科技公司),Sigma HD 场发射电子显微镜(德国卡尔蔡司股份有限公司),DM 2700P 型显微镜(德国徕卡公司),JASCO-1700型圆二色光谱仪(日本分光株式会26第61卷㊀第4期壳聚糖∕纤维素纳米晶复合纤维的制备与表征社),Q500型热重分析仪(美国TA仪器公司),YG004型电子单纤维强力机(中国常州纺纤机电科技有限公司)㊂1.3㊀CS∕CNC复合纤维的制备1.3.1㊀壳聚糖纺丝液的制备将一定量的壳聚糖(CS)加入质量分数为2%的乙酸溶液中,在40ħ的水浴中充分搅拌24h后进行超声处理,使其分散均匀,形成一定质量分数(1.0%㊁1.5%㊁2.0%㊁2.5%㊁3.0%)的壳聚糖溶液,作为纺丝液备用㊂1.3.2㊀CS∕CNC皮芯纤维的制备将装有2.5%壳聚糖溶液的10mL注射器与同轴针头(针头内径0.50mm,针头外径1.26mm)外径相连,将装有不同质量分数的CNCs悬浮液(0%㊁1%㊁2%㊁3%㊁4%)的5mL 注射器与针头内径相连,并将两种注射器均放在注射泵上,以0.6~0.8mL∕min的流速注入凝固浴中获得CS∕CNC皮芯纤维㊂凝固浴是由5%氢氧化钠溶液与乙醇混合而成,其中氢氧化钠溶液与乙醇的质量比为6ʒ4㊂1.3.3㊀CS∕CNC共混纤维的制备将2%CNCs悬浮液与2.5%CS溶液混合搅拌2h后进行超声处理,再将CS∕CNC混合溶液加入注射器中,而后放置在微量注射泵上,以0.6~0.8mL∕min的流速注入相同凝固浴中获得CS∕CNC共混纤维㊂1.4㊀CS∕CNC复合纤维的测试与表征1.4.1㊀透射电镜测试采用JEM-1400plus型透射电镜测定悬浮液中CNCs的大小㊂将1%CNC分散体滴加入铜网中1min,然后取3%的磷钨酸水溶液,在铜网上加入相同的一滴,对样品进行负染色㊂在室温下干燥,并在120kV的加速电压下测试CNCs的尺寸㊂通过透射电镜图像分析CNCs样品的长度和直径㊂1.4.2㊀溶液流变性能测试使用HAAKE CaBER1型拉伸流变仪测试纺丝液在拉伸状态下的流变性能㊂取少量样品(<1mL)置于两个圆平盘之间,上板以设定好的应变速率迅速与下板分开,形成一不稳定流体细丝㊂激光测微尺监测逐渐变细的流体细丝中点直径随时间的变化㊂1.4.3㊀扫描电子显微镜测试使用Sigma HD场发射电子显微镜在5kV的加速电压下对样品进行电子扫描拍照,观察纤维截面形貌㊂在测试前,将样品的横截面固定在垂直测试台上,使用薄金涂层对样品进行喷涂而后观察㊂同时,采用扫描电子显微镜对样品进行能谱分析(EDS)表征㊂测试条件为:选择20kV电压,电流为10μA㊂1.4.4㊀化学结构测试使用Nicolet is10型傅里叶变换红外光谱仪对样品官能团分析㊂测试扫描波数为4000~500cm-1,分辨率大于0.5cm-1,扫描次数为16次㊂1.4.5㊀偏振光学显微镜使用DM2700P型显微镜在反射模式下,将纤维置于相互垂直的偏振片下,对比观察纤维颜色及双折射率的不同㊂1.4.6㊀圆二色光谱使用JASCO-1700型圆二色光谱仪对放置在石英比色杯中的纤维进行测试㊂1.4.7㊀热失重分析表征使用Q500型热重分析仪测试纤维的热稳定性㊂在氮气环境中,温度从25ħ升到800ħ,升温速率为10ħ∕min㊂1.4.8㊀拉伸机械性能使用YG004型电子单纤维强力机对纤维力学性能进行测试㊂在25ħ和60%相对湿度条件下,对样品进行应力应变测试,试样长度为20mm,拉伸速度为10mm∕min,每个样品至少测15次㊂1.4.9㊀溶胀性能测试将纤维在25ħ室温下浸入预定量的去离子水中并放置不同时间(0.5~10min)使其完全溶胀,从去离子水中拿出纤维,擦去纤维表面残留的水分,称重,获得溶胀后纤维的质量㊂溶胀性能用溶胀比R表示,计算公式如下:R=W d-W oW o(1)式中:R为溶胀比,W d是纤维溶胀后的质量,g;W o是纤维干燥后的质量,g㊂每个样品至少测3次并取平均值㊂2㊀结果与分析2.1㊀壳聚糖溶液㊁CNC溶液及其共混溶液的拉伸流变性能比较㊀㊀剑麻CNCs的TEM图及粒径长度分布如图1所示㊂由图1发现,剑麻CNC形状为棒状,平均长度为167.2ʃ25.67nm,是其直径的27倍,与文献[15]报道的剑麻CNCs尺寸基本一致㊂图2为不同质量分数㊁不同温度的CS溶液㊁CNCs悬浮液及CS∕CNC混合纺丝液的拉伸流变性能比较㊂由图2(a)可以看出,在40ħ条件下,随着壳聚糖溶液质量分数增加,流体细丝的断裂时间越长,黏度越大㊂这是由于溶液中大分子之间的作用力增大,缠点的数量增加,导致黏度增加㊂因此,本实验选择2.5%CS溶液进行纺丝,因为壳聚糖浓度过小,黏度低,纤维难以成丝;壳聚糖质量分数过高,黏度大,流动性能差,无法纺丝㊂由图2(b)看出,在60ħ时,CS溶液流体断裂时间较长,黏度大,适合纺丝㊂而图2(c)表明,在温度为40ħ下,CNCs悬浮液断裂时间仅为0.44s,远小于CS溶液流体的2.52s,表明CNCs悬浮液黏度太小㊂在同轴纺丝中,需要借助较高黏度的外层溶液包住芯层溶液,形成皮芯结构[12]㊂CS∕CNC共混纺丝液比CS溶液的黏度差,因为壳聚糖大分子36Vol.61㊀No.4Preparation and characterization of chitosan∕cellulose nanocrystal composite fibers链上分布着羟基和氨基,易与CNC 分子链上的羟基发生相互作用,导致纺丝液延展性变差[16]㊂图1㊀剑麻CNCs 形貌尺寸Fig.1㊀Morphology and size of sisalCNCs图2㊀不同质量分数㊁不同温度的CS 溶液㊁CNCs 悬浮液和CS∕CNC 混合纺丝液的拉伸流变性能比较Fig.2㊀Comparison of tensile rheological properties of CS spinningsolutions at different concentrations and temperatures ,CNCssuspension and CS∕CNC blended solutions2.2㊀同轴纺丝中剑麻CNCs 溶液质量分数对CS ∕CNC 皮芯纤维拉伸性能影响㊀㊀图3为不同质量分数剑麻CNCs 的CS∕CNC 皮芯纤维的强力伸长曲线,表1为拉伸力学性能指标㊂由图3可以看出,在CS 溶液质量分数为2.5%时,随着剑麻CNCs 质量分数增加到4.0%,断裂强度和断裂伸长降低,但初始模量增加㊂断裂强度由0.76cN ∕dtex 降低为0.53cN ∕dtex ,断裂伸长率由16.25%减小到2.65%,初始模量由399.90cN∕dtex 提高到715.55cN∕dtex ㊂在纺织加工中,断裂功越大的纤维,拉伸回弹性好,手感柔软,织物耐用性好,同时较高CNCs 质量分数会导致纤维脆性迅速增加[17]㊂为尽量保留壳聚糖复合纤维有较高的伸长率,也要具有较高的初始模量和断裂功,因此,本文选择2%质量分数的剑麻CNCs 进行后续湿法纺丝㊂图3㊀不同质量分数的剑麻CNCs 溶液的CS∕CNC 皮芯纤维的强力伸长曲线Fig.3㊀Strength-elongation curves of CS∕CNC sheath-core compositefibers with different concentrations of sisal CNCs solution46第61卷㊀第4期壳聚糖∕纤维素纳米晶复合纤维的制备与表征表1㊀不同质量分数剑麻CNCs 溶液对CS∕CNC 皮芯纤维的拉伸力学性能影响Tab.1㊀Effect of different concentrations of sisal CNCs solution on the tensile mechanical properties of CS∕CNC sheath-core composite fibers㊀㊀注:当CNC 溶液质量分数为0%时的CS∕CNC 皮芯纤维为CS 中空纤维㊂2.3㊀CS∕CNC 皮芯纤维与CS∕CNC 共混纤维结构比较2.3.1㊀形态结构图4为CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的截面形态㊂由图4可以看出,三者表面形态有明显差异,CS 纤维截面均匀,CS∕CNC 共混纤维截面CNCs 组装混乱㊁扭曲,CS∕CNC 皮芯纤维的斜切截面有明显的皮芯结构,且CNCs 在芯层组装成层状结构㊂同轴纺丝过程中,外层的壳聚糖溶液在凝固浴中快速形成水凝胶,可保护芯层的CNCs 悬浮液,形成稳定㊁连续的CNCs 流体,在缓慢干燥中形成手性向列相层状结构[18](图4(c ))㊂图4㊀CS 纤维,CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维横截面的SEM 图像及其局部放大Fig.4㊀SEM images of the cross section and its partial magnification of CS fibers ,CS∕CNC blended fibers andCS∕CNC sheath-core composite fibers图5为CS∕CNC 皮芯纤维中N ,S ,Na 元素分布EDS 图像㊂由图5可以看出,壳聚糖的N 元素主要在外层,CNC 的S 元素主要在芯层,并不断向外扩散,Na 元素在纤维的皮层和芯层都有㊂这主要是由于硫酸酸解后的纤维素表面的羟基被磺酸酯随机取代,形成带负电荷CNC [13],在纺丝过程中,芯层中带负电的CNC 吸引凝固浴中的Na +离子进入纤维芯层,形成离子键,凝固浴NaOH 进入壳层壳聚糖纺丝液,让纤维逐渐固化成型㊂2.3.2㊀红外光谱分析图6为CNC ㊁CS 纤维㊁CS∕CNC 复合纤维的FT-IR 光谱图㊂由图6可以看到,CS∕CNC 复合纤维与CS 纤维的FT-IR 光谱相似㊂在CS∕CNC 复合纤维中检测出壳聚糖的主要特征吸收带,1650cm -1的酰胺I 基团中C O 为伸缩振动峰,1589cm -1的酰胺II 基团中的N H 为拉伸频率峰[19],1377cm -1处 CH 2为弯曲振动峰[20]㊂图5㊀CS∕CNC 皮芯纤维横截面EDS 图像及N ㊁S ㊁Na 元素在纤维横截面中的分布Fig.5㊀EDS images of the cross section of CS∕CNC sheath-corecomposite fibers ,and the distribution of elemental N ,elemental S ,and elemental Na in the fibers cross-section图6㊀CNC ㊁CS ㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的FT-IR 光谱图Fig.6㊀FTIR spectra of CNC ,CS ,CS∕CNC blended fibers ,and CS∕CNC sheath-core composite fibers56Vol.61㊀No.4Preparation and characterization of chitosan∕cellulose nanocrystal composite fibersCS 纤维和CS∕CNC 复合纤维主要差别在3650~200cm -1的特征吸收峰,主要是CNC 分子链中O H 和CS 分子链中O ─H 和N ─H 的伸缩振动影响[1],该谱带受氢键作用影响较大㊂由CS 纤维的3290cm -1分别移动到3410cm -1和3440cm -1,峰值的变化可能是由于CNC 与CS 间形成新的氢键和离子键[21],便于形成网络结构㊂2.4㊀CS∕CNC 皮芯纤维与CS∕CNC 共混纤维性能比较2.4.1㊀光学性能图7为CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维在普通光学显微镜和偏光显微镜下的颜色及形态结构㊂由图7可以发现,CS∕CNC 共混纤维表面粗糙且粗细不匀,CS ∕CNC 皮芯纤维表面光滑且截面扁平均匀㊂这主要是因为CS ∕CNC 共混纺丝液会产生团聚现象,使得纤维表面粗糙不匀;而在CS ∕CNC 皮芯纤维纺丝中,外层和芯层的流变性能不一样,导致干燥速度不同使得具有扁平的截面和光滑的表面㊂图7㊀CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的普通光学显微镜图像和POM 图像Fig.7㊀General optical microscope images and POM imagesof CS fibers ,CS∕CNC blended fibers and CS∕CNCsheath-core composite fibers㊀㊀图8为CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的CD 光谱㊂由图8可以看出,CS 纤维和CS∕CNC 共混纤维没有峰值,而CS∕CNC 皮芯纤维在388nm 和608nm 处显示两个明显的正峰,表现出强烈的正科顿效应信号[22],验证了CS∕CNC 皮芯纤维具有左手螺旋向列相结构㊂由于CNCs 的液晶性质,具有双折射性能,使得CNCs 在偏光显微镜下有光亮㊂在偏振光学显微镜(POM )下观察发现,CS 纤维只有中间小部分发光(图7(b ));CS∕CNC 共混纤维整根纤维均发光,但没有明显规律(图7(d ));而在CS∕CNC 皮芯纤维中整根纤维均呈现均匀明亮的颜色(图7(f )),表明芯层的CNCs 胆甾体排列均匀㊂通过POM 图,进一步证实了在CS∕CNC 皮芯纤维中胆甾体结构在纤维芯中得到了良好的维持,并具有明亮有序的虹彩色光㊂图8㊀CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的CD 光谱Fig.8㊀CD spectra of CS fibers ,CS∕CNC blended fibers ,and CS∕CNC sheath-core composite fibers2.4.2㊀热学性能图9为CS ㊁CS∕CNC 复合纤维的热重曲线和热重损失速率曲线㊂由图9可见,CS∕CNC 复合纤维的质量损失趋势与CS 纤维相似,主要呈现三个阶段:第一阶段出现在50~150ħ,其原因可归因于水分子的蒸发,如直接和间接吸附水;第二阶段在150~280ħ下降,与CNCs 分解和壳聚糖链解聚时糖环的脱水有关,此时CS∕CNC 皮芯纤维质量损失较小,其热稳定性要优于CS∕CNC 共混纤维;由于壳聚糖骨架的热分裂会引起降解[10],─CH 2OH 降解始于290ħ,验证了第三阶段质量损失,并且在400ħ下是永久性的㊂通过图9(b )发现,CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维㊁CS∕CNC 皮芯纤维最大失重速率对应的温度分别对应298.5㊁292ħ和298ħ,表明CS∕CNC 复合纤维的热稳定性与CS 纤维更相似㊂66第61卷㊀第4期壳聚糖∕纤维素纳米晶复合纤维的制备与表征图9㊀CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的热重和质量损失速率曲线Fig.9㊀TG and DTG curves of CS fibers ,CS∕CNC blended fibers ,and CS∕CNC sheath-core composite fibers2.4.3㊀拉伸机械性能图10为CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维和CS∕CNC 皮芯纤维的强力伸长曲线,表2为拉伸力学性能指标㊂由图10可以发现,CS∕CNC 皮芯纤维的力学性能优于CS∕CNC 共混纤维㊂主要因为CNC 高长径比和高比表面积的优点使其具有较大的刚性[5],并且在皮芯纤维中CNCs 在CS 芯层分布较均匀,在皮芯交接处CS 与CNC 分子之间存在氢键和离子键,使网络结构较完整[23],力学性能较好,初始模量为489.40cN∕dtex ,断裂伸长率为9.65%,断裂强度为0.647cN∕dtex㊂图10㊀CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维㊁CS∕CNC 皮芯纤维的强力伸长曲线Fig.10㊀Strength-elongation curves of CS fibers ,CS∕CNC blendedfibers ,and CS∕CNC sheath-core composite fibers表2㊀CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维㊁CS∕CNC 皮芯纤维的拉伸力学性能指标Tab.2㊀Tensile mechanical properties of CS fibers ,CS∕CNC blended fibers ,and CS∕CNC sheath-core composite fibers2.4.4㊀溶胀性能由图11可以看出,CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维及CS∕CNC 皮芯纤维的溶胀比都是随时间增加,有先增加后趋于稳定的趋势㊂当浸泡10min 后,CS 纤维的溶胀率为3.42,CS∕CNC 共混纤维为1.68,CS∕CNC 皮芯纤维为1.88㊂还可以发现,CNCs 的存在可以有效降低CS∕CNC 复合纤维的溶胀性能,主要因为CNCs 结晶度高㊂由图6的红外光谱可知,在复合纤维中CS 和CNC 之间的氢键和离子键形成了网络结构[24],阻碍了水分子渗透,有效地提高了CS∕CNC 复合纤维的耐水性㊂图11㊀CS 纤维㊁CS∕CNC 共混纤维㊁CS∕CNC 皮芯纤维在水中浸泡不同时间的溶胀比Fig.11㊀Swelling ratio of CS fibers ,CS∕CNC blended fibersand CS∕CNC sheath-core composite fibers immersedin water for different times76Vol.61㊀No.4Preparation and characterization of chitosan∕cellulose nanocrystal composite fibers 3㊀结㊀论本文采用湿法纺丝方法制备壳聚糖∕纤维素纳米晶(CS∕CNC)复合纤维,探讨了不同质量分数CS溶液和CNCs溶液对纺丝的影响,并比较了共混和同轴两种不同纺丝方法所制备的CS∕CNC共混纤维和CS∕CNC皮芯纤维在结构㊁光学性能和力学性能等方面特征,得出以下结论:1)采用湿法纺丝方法,CS㊁CNCs溶液质量分数分别选择2.5%㊁2.0%,可制备出性能较好的CS∕CNC复合纤维;2)同轴纺丝方法制备的CS∕CNC复合纤维具有皮芯结构,在皮芯交接处CS与CNC分子间存在氢键和离子键,形成了网络结构;3)与共混纺丝方法相比,同轴纺丝方法制备的CS∕CNC皮芯纤维热稳定性和耐水性更好,力学性能较好,初始模量为489.40cN∕dtex,断裂伸长率为9.65%;4)在CS∕CNC皮芯纤维的芯层,CNCs可发生组装,在偏振光下呈现明亮有序的虹彩色,适用于防伪服装面料㊂‘丝绸“官网下载㊀中国知网下载参考文献:[1]YUSOF Y M,SHUKUR M F,ILLIAS H A,et al.Conductivity andelectrical properties of corn starch-chitosan blend biopolymer electrolyte incorporated with ammonium iodide[J].Physica Scripta, 2014,89(3):1-10.[2]PANDEY J K,LEE C S,AHN S H.Preparation and properties ofbio-nanoreinforced composites from biodegradable polymermatrix and cellulose whiskers[J].Journal of Applied Polymer Science,2010, 115(4):2493-2501.[3]LIU Y J,WU P Y.Bioinspired hierarchical liquid-metacrystal fibersfor chiral optics and advanced textiles[J].Advanced Functional Materials,2020,30(27):2002193.[4]SHANG L R,ZHANG W X,XU K,et al.Bio-inspired intelligentstructural color materials[J].Materials Horizons,2019,6(5):945-958.[5]LI Z K,ZHU G,LIN N.Dispersibility characterization of cellulosenanocrystals in polymeric-based composites[J].Biomacromolecules, 2022,23(11):4439-4468.[6]吴洋,刘方恬,曹孟杰,等.生物质纤维医用敷料研究进展[J].纺织学报,2022,43(3):8-16.WU Y,LIU F T,CAO M J,et al.Progress in biomass fiber medical dressings[J].Journal of Textile Research,2022,43(3):8-16. [7]WANG J L,ZHUANG S T.Chitosan-based materials:Preparation,modification and application[J].Journal of Cleaner Production, 2022(355):131825.[8]吴美燕,张义栋,刘超,等.纤维素基湿度响应形状记忆材料的研究进展[J].中国造纸,2023,42(9):87-95.WU M Y,ZHANG Y D,LIU C,et al.Research progress of cellulose-based humidity-responsive shape memory materials[J].China Pulp&Paper,2023,42(9):87-95.[9]李娜,张海锋,曹金锋,等.纤维素纳米晶-肉桂精油-壳聚糖复合涂膜制备及其对黄山楂金如意的保鲜效果[J].果树学报,2023, 40(3):556-565.LI N,ZHANG H F,CAO J F,et al.Preparation of cellulose nanocrystal cinnamon essential oil chitosan composite coating and its effect on fruit preservation of crataegus pinnatifida bge.var.major N.E.Br.[J].Journal of Fruit Science,2023,40(3):556-565.[10]PIRES J R A,SOUZA V G L,GOMES L A,et al.Micro andnanocellulose extracted from energy crops as reinforcement agents in chitosan films[J].Industrial Crops and Products,2022(186):1-8.[11]MCLEE J R,HIETALA S,SEITSONEN J,et al.Thermoresponsivenanocellulose hydrogels with tunable mechanical properties[J].Acs Macro Letters,2014,3(3):266-270.[12]GAO Q,WANG J,LIU J,et al.High mechanical performancebased on the alignment of cellulose nanocrystal∕chitosan composite filaments through continuous coaxial wet spinning[J].Cellulose, 2021(28):7995-8008.[13]李肖建,刘红霞,韦春,等.剑麻纤维素微晶的制备与表征[J].高分子材料科学与工程,2012,28(8):160-162.LI X J,LIU H X,WEI C,et al.Extraction and characterization of cellulose microcrystal from sisal fibers[J].Polymer Materials Science&Engineering,2012,28(8):160-162.[14]MONDRAGON G,FERNANDES S,RETEGI A,et al.A commonstrategy to extracting cellulose nanoentities from different plants[J].Industrial Crops and Products,2014(55):140-148. [15]SIQUEIRA G,BRAS J,DUFRESNE A.Cellulose whiskers versusmicrofibrils:Influence of the nature of the nanoparticle and its surface functionalization on the thermal and mechanical properties of nanocomposites[J].Biomacromolecules,2009,10(2):425-432.[16]刘名金.纤维素纳米晶体增强壳聚糖纤维性能研究[D].上海:东华大学,2016.LIU M J.Study on the Properties of Cellulose Nanocrystals86第61卷㊀第4期壳聚糖∕纤维素纳米晶复合纤维的制备与表征Reinforced Chitosan Fibers[D].Shanghai:Donghua University, 2016.[17]HYNNINEN V,MOHAMMADI P,WAGERMAIER W,et al.Methyl cellulose∕cellulose nanocrystal nanocomposite fibers with high ductility[J].European Polymer Journal,2019(112):334-345. [18]YAO K,MENG Q J,BULONE V,et al.Flexible and responsivechiral nematic cellulose nanocrystal∕poly(ethylene glycol)composite films with uniform and tunable structural color[J].Advanced Materials,2017,29(28):1701323.[19]胡天娇,陆晔婷,彭亚倩,等.柠檬酸交联处理对壳聚糖纤维的增强作用[J].丝绸,2020,57(12):15-20.HU T J,LU Y T,PENG Y Q,et al.Effect of cross-linking treatment with citric acid on enhancement of chitosan fiber[J].Journal of Silk,2020,57(12):15-20.[20]李佳颖,孙琪琪,樊曦,等.果胶@壳聚糖复合凝胶微球的制备及释药性能[J].高分子材料科学与工程,2023,39(6):42-53.LI J Y,SUN Q Q,FAN X,et al.Preparation and drug release properties of pectin@chitosan composite gel microspheres[J].Polymer Materials Science&Engineering,2023,39(6):42-53.[21]王俊杰,冉露霞,朱桢栀,等.柑橘皮∕壳聚糖复合膜制备及性能研究[J].食品与发酵工业,2024,50(30):149-156.WANG J J,RAN L L,ZHU Z Z,et al.Study on preparation and properties of citrus peel∕chitosan composite film[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(30):149-156.[22]李平.晶态纳米纤维素的组装调控及性质研究[D].长春:吉林大学,2022.LI P.Properties and Assembly Regulation Studies of Crystalline Nanocellulose[D].Changchun:Jilin University,2022. [23]徐永建,高敏兰,候柯帆,等.纳米纤维素分散性及再分散性最新研究进展[J].中国造纸,2021,40(11):126-133.XU Y J,GAO M L,HOU K F,et al.Recent research progress on dispersibility and redispersibility of nanocellulose[J].China Pulp& Paper,2021,40(11):126-133.[24]MAO H Q,WEI C,GONG Y Y,et al.Mechanical and water-resistant properties of eco-friendly chitosan membrane reinforced with cellulose nanocrystals[J].Polymers,2019,11(1):166.96Vol.61㊀No.4Preparation and characterization of chitosan∕cellulose nanocrystal composite fibersPreparation and characterization of chitosan∕cellulose nanocrystal composite fibers PENG Yaqian1ZHANG Yu1WANG Yingkun1LIN Yukai1XU Helan12HOU Xiuliang11.Key Laboratory of Science&Technology of Eco-Textiles Ministry of Education Jiangnan University Wuxi214122China2.Textile Industrial Products Testing Center of Nanjing Customs District Wuxi214101China㊀㊀Abstract Cellulose is the most abundant naturally occurring macromolecule on earth and cellulose nanocrystalsCNCs are obtained by removing the amorphous regions in cellulose to retain the crystalline regions.The high aspect ratioand high specific surface area of CNCs give them excellent mechanical properties.Meanwhile as a typical bio-derivednanorod with chirality they exhibit strong birefringence phenomenon and produce colorful and unique structural colors sothey are commonly used in anti-counterfeiting responsive sensors and so on.Chitosan CS is the only alkaline cationicmacromolecule containing free amino groups in nature.Chitosan fibers are commonly used in the medical field because oftheir unique properties such as good biocompatibility degradability and rapid hemostasis.However due to the highsurface charge density and high dispersion of CNCs fibers are difficult to form by wet spinning and the generally lowstrength of CS fibers limits their practical application in life.Therefore the two can be synergized to promote the spinningand forming of CNCs in CS as an effective way to prepare functional fibers.Currently some researchers have also usedCNCs as reinforcement base to compound with bio-based functional materials in order to expand the application areas ofCNCs but little research has been done on the characteristics of CNC assembly in composite fibers that would result instructural coloration.On this basis this paper innovatively prepares chitosan∕cellulose nanocrystalline CS∕CNCcomposite fibers by wet spinning method and compares the mechanical properties and unique optical characteristics of theCS∕CNC blended fibers and CS∕CNC sheath-core composite fibers prepared by different blending and coaxial spinningmethods.In this paper the effects of different concentrations and temperatures on the tensile rheological properties of CS solutions were firstly investigated and it was found that2.5%CS solution was suitable for spinning at60ħ.Secondlydifferent concentrations of sisal CNCs were used to prepare CS∕CNC sheath-core composite fibers to analyze the effect ofCNCs concentration on the mechanical properties of the fibers and the results showed that the mechanical properties of thefibers prepared with2.0%concentration of CNCs were the most suitable.Therefore 2.5%CS solution with2.0%concentration of CNCs was selected for the preparation of subsequent wet spinning.To compare the structure and properties of composite fibers prepared by different spinning methods the structure of CS∕CNC composite fibers was analyzed by infrared spectroscopy.The comparison results showed that the FT-IR spectra ofCS∕CNC composite fibers were similar to those of CS fibers with the main peak changes occurring in the characteristicabsorption peaks between3650-3200cm-1.Due to the formation of new hydrogen and ionic bonds between CNC andCS it is easy to form a network structure.Scanning electron microscopy was used to characterize the morphologicalstructure of the fibers.The results showed that the cross-sectional CNCs of the CS∕CNC blended fibers were assembledchaotically and twisted whereas the diagonal cross-section of the CS∕CNC sheath-core composite fibers had a distinct skin-core structure and the CNCs were assembled in the core layer into a lamellar structure.To further investigate the lamellarstructure of the core layer assembled with CNCs polarized light microscopy and circular dichroism spectroscopy tests wereperformed and the CS∕CNC sheath-core composite fibers showed two distinct positive peaks at388nm and608nm.Itconfirms that the core layer of CS∕CNC sheath-core composite fibers has a left-handed helical nematic phase structure withuniform and orderly arrangement and the fiber as a whole shows bright and orderly iridescent colors.The tensilemechanical properties of the fibers were tested and the results showed that the mechanical properties of the CS∕CNC sheath-core composite fibers were superior to those of the CS∕CNC blended fibers with an initial modulus of489.40cN∕dtex anelongation at break of9.65%and a breaking strength of0.647cN∕dtex.The analysis by heat loss analysis and swellingproperty test showed that the thermal stability of CS∕CNC composite fibers was more similar to that of CS fibers and thenetwork structure formed in the composite fibers could effectively impede the penetration of water molecules and improvethe water resistance of CS∕CNC composite fibers.The above results indicate that the CS∕CNC sheath-core composite fibers prepared by the coaxial spinning method not only improve the mechanical properties of the fibers but also have the unique optical characteristics showing bright andorderly iridescent colors under polarized light.They are expected to be used for anti-counterfeiting clothing fabrics so as tofurther expand the application scope of CNC.㊀㊀Key words cellulose nanocrystals chitosan wet spinning composite fibers coaxial spinning blended spinning 07。

纤维素纳米晶和纳米晶纤维素-回复纤维素纳米晶和纳米晶纤维素（Nanocrystalline Cellulose and Cellulose Nanocrystals）导言在当今科技发展日新月异的时代，纳米技术成为人们研发的热点之一。

纳米材料的特殊性能和潜在应用引起了广泛的兴趣和关注。

在纳米材料中，纤维素纳米晶和纳米晶纤维素是备受关注的研究领域。

本文将一步一步探讨这两种具有巨大潜力的纳米材料。

第一节：纤维素纳米晶1.1 纤维素简介首先，我们来了解一下纤维素的基本知识。

纤维素是一种存在于植物细胞壁中的天然多聚糖，是地球上最丰富的有机化合物之一。

纤维素的分子由许多葡萄糖单元组成，它们通过β-1,4-糖苷键连接在一起形成长链。

1.2 纳米晶纤维素的制备纤维素纳米晶是从纤维素中分离出来的纳米尺寸的晶体颗粒。

它们可以通过机械处理、酸水解或化学氧化等方法制备而成。

其中，酸水解法是最常用的制备方法之一。

通过将纤维素在强酸条件下处理，可以将其分解为纳米尺寸的晶体颗粒。

1.3 特性与应用纤维素纳米晶具有许多独特的特性，如高比表面积、高强度、低密度、生物可降解性等。

这些特性使纤维素纳米晶在许多领域有着广泛的应用前景。

例如，在材料科学领域，它们可以用于增强聚合物复合材料的力学性能。

此外，纤维素纳米晶还可以用于制备各种纳米纤维、薄膜、涂料和润滑剂等。

第二节：纳米晶纤维素2.1 纳米晶纤维素的制备纳米晶纤维素是通过将纤维素纳米晶重新分散，使其形成纤维状的结构体。

这可以通过调节溶剂体系、温度和机械剪切等方法来实现。

2.2 特性与应用纳米晶纤维素具有纤维素纳米晶的特性，同时还具有纤维的形态特征。

这使得纳米晶纤维素在纳米材料领域具有更多的应用潜力。

例如，它们可以用于制备纳米纤维素基复合材料、纳米纸张和纳米薄膜等。

此外，纳米晶纤维素还可以应用于生物医学领域，如药物释放系统和组织工程。

第三节：纤维素纳米晶与纳米晶纤维素的比较3.1 特性比较纤维素纳米晶和纳米晶纤维素都是纳米尺寸的纤维素晶体颗粒，但它们的形态和结构略有不同。

淀粉与非淀粉多糖复合可食用膜研究进展作者：黎倩如林春凤蔡亦宜熊子欣徐文佳于笛来源：《食品安全导刊·下》2023年第10期摘要：食用膜具备良好的机械性能、水溶性和透气性，能有效延长食品保鲜期，还具有抗氧化和抗菌性能，有助于保持食品的新鲜度和卫生安全。

在预制菜、肉类、水果和糕点等食品的包装和保鲜中，复合膜发挥着重要作用。

本文探讨了淀粉与非淀粉多糖可食用膜性能与应用的研究进展。

关键词：可食膜；包装；保鲜Research Progress on Properties and Applications of Edible Film of Starch and Non-Starch PolysaccharidesLI Qianru， LIN Chunfeng， CAI Yiyi， XIONG Zixin， XU Wenjia， YU Di*（Guangzhou Institute of Business and Technology， Foshan 528000， China）Abstract： Edible film has good mechanical properties， water solubility， and breathability，which can effectively extend the shelf life of food. It also has antioxidant and antibacterial properties， helping to maintain the freshness and hygiene safety of food. Composite films play an important role in the packaging and preservation of pre made vegetables， meat， fruits， and pastries. This paper discusses the progress of research on the properties and applications of starch and non-starch polysaccharide edible films.Keywords： edible film; packaging; preservation随着“双碳”战略倡导的绿色、环保、低碳生活方式的普及，人们对于食品安全问题越来越重视。

纳米粒子的制备技术Z09015911 赵婷婷摘要：当粒子尺寸达到纳米量级时,粒子将具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而表现出许多特有的性质,在催化、滤光、光吸收、医学、磁介质及新材料方面有广阔的应用前景。

综述了纳米粒子的制备方法,按研究纳米粒子的学科分类,可将其分为物理方法、化学方法和物理化学方关键词纳米粒子;制备方法;物理方法;化学方法;物理化学方法一、引言1、纳米粒子纳米粒子是指粒度在1—100nm之间的粒子（纳米粒子又称超细微粒）。

属于胶体粒子大小的范畴。

它们处于原子簇和宏观物体之间的过度区，处于微观体系和宏观体系之间，是由数目不多的原子或分子组成的集团，因此它们既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统。

可以预见，纳米粒子应具有一些新异的物理化学特性。

纳米粒子区别于宏观物体结构的特点是，它表面积占很大比重，而表面原子既无长程序又无短程序的非晶层。

可以认为纳米粒子表面原子的状态更接近气态，而粒子内部的原子可能呈有序的排列。

即使如此，由于粒径小，表面曲率大，内部产生很高的Gilibs压力，能导致内部结构的某种变形。

纳米粒子的这种结构特征使它具有下列四个方面的效应。

（1）.体积效应（2）.表面效应（3）.量子尺寸效应（4）.宏观量子隧道效应2、应用（1）纳米粒子表面活化中心多，这就提供了纳米粒子做催化剂的[1]必要条件。

目前，用纳米粒子进行催化反应可以直接用纳米微粒如铂黑、银、氧化铝、氧化铁等在高分子聚合物氧化、还原及合成反应中做催化剂，可大大提高反应效率，利用纳米镍粉作为火箭固体燃料反应触媒，燃烧效率可提高100倍；催化反应还表现出选择性，如用硅载体镍催化剂对丙醛的氧化反应表明，镍粒径在5nm以下时选择性急剧变化，醛分解得到控制，生成酒精的选择性急剧上升。

（2）在磁性材料方面有许多应用，例如：可以用纳米粒子作为永久磁体材料，磁记录材料和磁流体材料[2]。

（3）纳米粒子体积效应使得通常在高温烧结的材料如SiC、WC、BC等在纳米状态下在较低温度下可进行烧结，获得高密度的烧结体。