神奇的纤维素基材料

纤维素是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子。每年植物通过光合作用能产生数千亿吨的纤维素，这使得纤维素成为一种取之不尽、用之不竭的可再生资源。树木、棉花、竹子等植物中都富含纤维素，这些天然的原材料为纤维素基材料的制备提供了坚实的基础。纤维素基材料与合成高分子相比,纤维素具有可完全生物降解、无毒、无污染、易于改性、生物相容性好、可再生等优势,在多个领域都具有广泛的应用前景。本文将大体介绍当前纤维素基材料的发展使用情况。

再生纤维素纤维

再生纤维素是将棉短绒浆、木浆、竹浆等纤维素原料经过物理和化学处理，得到纤维素或其衍生物浓溶液，然后通过纺丝生产的化纤产品。具有独特的光泽、良好的抗静电性，其吸湿性、透气性和染色性甚至优于棉纤维，有着良好的亲肤性和吸水性。不过，黏胶纤维与铜氨纤维因生产带来的环境问题而逐渐被淘汰，醋酸纤维因物理性能不足主要应用于香烟过滤嘴，而莱赛尔纤维因其绿色环保的生产工艺，且面料柔软、透气、可降解，成为了当今公认的“绿色纤维”。

纳米纤维素材料

根据不同的特征:长宽比、形貌、结晶度、结晶结构等性质给纳米纤维素分类，目前纤维名称专业术语并未标准化,结合将多篇文献将纳米纤维素主要分为3类,可分为纤维素纳米晶体(CNCs),纤维素纳米纤丝(CNF),细菌纳米纤维素(BNC)。制备纳米纤维素材料常用的方法有氧化法、酶解法、酸水解法、机械法和离子液体法等方法。

纳米纤维素材料目前在诸多领域皆有使用，如在造纸业中作为增强剂添加在纸张中增加纸张的强度、韧性和耐久性。在医学领域中作为药物载体使用，也广泛的使用在药物缓释剂上，提供更长时间的药物缓释周期。

纤维素基复合材料

将纤维素与其他材料如金属、聚合物、陶瓷等复合而成，兼具纤维素的优点和其他材料的特性，可应用于建筑、汽车、航空航天等领域。其种类繁多，一般可通过物理共混法、化学接枝法、原位聚合法来进行制备。

如上图介绍的由美国马里兰大学李腾教授课题组与胡良兵教授课题组合作研发的纤维素-木质素复合材料，此种材料具有更强的强度、水稳定性以及降解性能。

随着能源危机的不断加剧以及环境恶化程度的日益加深，纤维素基材料作为一种至关重要的生物质材料，其可再生与可降解的特性使其具备了极高的研究价值。在环保、能源、生物医药、建筑、电子科技等诸多领域，纤维素基材料都展现出了巨大的发展潜力。

展望未来，我们需要持续深入地对纤维素及其基材料的性质和性能展开研究，不断地对生产工艺、制备技术以及性能调控方法进行优化，从而促使纤维素基材料能够在更广泛的范围内得到应用。

参考文献

[1] 卫华,贾士儒,贾原媛,等.纳米生物材料细菌纤维素在医学领域的应用研究[J].生物医学工程学杂志,2014,31(04):927-929.

[2] 李德贵.纳米纤维素基药物缓释材料的制备及表征[D].华南理工大学,2016.

[3] 王潇潇,陈燕,柳炜.纳米纤维素在生物医学领域的研究进展与应用[J].中国造纸学报，2023,38(04):126-133.

[4] 宿晓天,陈继飞,陈文刚.纳米纤维素制备及定向排列研究进展[J].功能材料,2023,54(08):8014-8024.

[5] 何江,王大威.纤维素材料的改性与研究进展[J].复合材料学报，2020，39(07):3121-3130.