研究发现纳米纤维素膜微纳结构调控新方法

近日，爱淘彩彩票风险提示可降解材料开发与利用创新团队联合湖南农业大学系统研究了果胶对纳米纤维素膜微纳结构和物理性能的影响规律，构建了一种基于果胶的纳米纤维素膜微纳结构调控新方法，为纳米纤维素膜的多功能开发与应用提供新思路，也为生物质资源转化和利用领域提供了新的技术路线。相关研究成果发表在《国际生物大分子杂志（International Journal of Biological Macromolecules）》上。

         （不同果胶含量纳米纤维素膜的微纳结构和相关物理性能）

纳米纤维素膜由至少有一维尺寸在100 nm以下的纤维素材料构成。由于来源丰富、可生物降解、生物相容性好、轻质、力学性能优异和可化学改性，纳米纤维素及其膜在汽车、航空、建筑、电子器件、化妆品、涂料、食品包装、纸板/包装、特种纸、复合材料/聚合物增强材料、医疗保健、石油钻探等领域有广泛的应用价值。但是纳米纤维素膜的制备需要对植物细胞壁进行分离纯化，这个过程会消耗大量化学药剂，增加环境负担。生物质全组分利用是纳米纤维素膜制备的重要发展方向，直接利用生物质原生纤维制备含木质素、半纤维素、果胶的纳米纤维素膜，省去植物细胞壁的分离纯化过程。其中果胶对纳米纤维素膜的制备具有重要影响，但其作用规律尚未解析。

该研究针对苎麻纤维，制备具有不同果胶成分和含量的纤维素纳米纤维膜，研究果胶对纤维素纳米纤维膜综合性能的影响规律。根据研究结果，果胶吸附在纤维素纳米纤维的表面，在纤维素纤维之间起到物理屏障的作用，因此果胶含量高的纤维素纳米纤维膜具有疏松多孔的结构，从而具有高比表面积和高吸水率；同时，果胶还会影响纤维素纳米纤维膜的光学性能和机械性能。研究结论为制备不同性能要求的纳米纤维素膜提供指导，开辟了一种纳米纤维素膜微纳结构调控的新方法，也为生物质资源转化和利用提供新思路与新技术。

该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125812。