纳米纤维素:重新发现森林资源

1838年，法国科学家Anselme Payen首次发现了纤维素，当时他注意到用酸和氨处理植物组织后留下了一种耐药的纤维固体。纤维素是β-(1,4)- d -葡萄糖的多分散线性聚合物，纤维素纤维由微纤维束组成，其中纤维素链通过氢键稳定。微原纤维由基本原纤维组成，单晶结构域由无定形部分连接。尽管进行了广泛的研究，但直到最近纤维素的纳米级优势才变得明显。一般来说，纳米纤维素结构有三大类，包括:

• 纤维素晶须是一种棒状纳米颗粒，通过对天然纤维素的受控酸水解得到，通常长度为100 ~ 300纳米，直径为5 ~ 20纳米。[i]
• 微纤化纤维素由基本原纤维束组成，由不规则区域分隔，根据植物种类，原纤维的横向尺寸在10-100纳米量级，长度在毫米尺度。[ii]
• 纳米纤维素球是由受控酸水解程序制备的球形结构。[iii]

显微镜下的纳米纤维素。图片致谢:http://www.nist.gov

从医疗保健到化妆品，到用于运输、包装和建筑行业的高级纳米复合材料，再到创新泡沫、填料和薄膜，纤维素的每一种结构变化都被积极地用于各种应用。快速检查科学和专利文献表明，纳米纤维素的研究已经进入指数增长阶段。鉴于社会对良性、绿色和可持续的高性能材料的需求，这推动了纳米纤维素的研究和开发，无疑已经进入了一个黄金时代。

这一领域的创新步伐无疑将加快，因为(i)一些商业企业已经开始大规模生产纳米纤维素材料(ii)过去20年对纳米技术的投资使表征纳米纤维素结构的重要基础设施成为可能(iii)过去10年纳米纤维素的研究成果清楚地证明了许多有前途的物理性能。总之，就像传统的纸浆和纸张成为现代社会的组成部分一样，纳米纤维素正在迅速地使我们今天所依赖的许多产品变得更好!”

参考文献

[i]纤维素纳米晶须:有前途的先进应用材料。作者:Stephen J.，软物质(2011)，7(2)，303-315。

[ii]纳米纤维素:天然材料的新家族。克莱姆，迪特尔;克莱默,Friederike;莫里茨,塞巴斯蒂安;Lindstroem,汤姆;米凯尔Ankerfors;灰色,德里克;Dorris,安妮。化学工程学报，2011,29(1)，39 - 44。

[iii]球形纤维素纳米颗粒的简易合成。张建国;托马斯·埃尔德;聚氨酯,Yunqiao;王晓东，王晓东，王晓东。碳水化合物聚合物(2007)，59 (3)，607-611