纳米细菌纤维素的制备及其超微结构镜观察(一)
纳米纤维素的制备
纳米纤维素的制备一、本文概述随着科技的不断进步和纳米技术的迅猛发展，纳米纤维素作为一种新兴的纳米材料，已引起广大科研工作者和产业界的极大关注。
纳米纤维素，顾名思义，是指纤维素的纳米尺度形态，其独特的物理和化学性质使得它在多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面介绍纳米纤维素的制备方法，包括其基本原理、技术流程、影响因素以及优缺点等方面，以期能为相关领域的研究者和从业者提供有益的参考和指导。
文章将首先概述纳米纤维素的基本性质和应用领域，阐述其作为一种高性能纳米材料的重要性和研究价值。
随后，将详细介绍纳米纤维素的制备技术，包括化学法、物理法、生物法等多种方法，并分析各种方法的优缺点及适用范围。
在此基础上，文章还将探讨影响纳米纤维素制备的关键因素，如原料来源、处理条件、反应机理等，并对制备过程中可能出现的问题和解决方案进行讨论。
本文将对纳米纤维素制备技术的未来发展趋势进行展望，分析其在不同领域的应用前景和潜在的市场价值，以期推动纳米纤维素制备技术的进一步发展，为相关产业的可持续发展做出贡献。
二、纳米纤维素的制备原理纳米纤维素的制备主要基于纤维素的结构特性和化学反应原理。
纤维素作为一种天然高分子多糖，由β-1,4-糖苷键连接的葡萄糖分子链组成，这些链在植物细胞壁中以微纤维的形式存在。
纳米纤维素的制备过程就是将这些微纤维进一步分解、细化，直至达到纳米级别。
制备纳米纤维素的主要原理包括物理法、化学法和生物酶解法。
物理法主要利用机械力、高压均质化等手段，通过破坏纤维素纤维的结晶结构，将其细化到纳米级别。
化学法则通过引入化学试剂，如酸、碱或有机溶剂，来改变纤维素的化学性质，使其更易于分解。
生物酶解法则是利用特定的酶类，如纤维素酶，来催化纤维素的降解过程，生成纳米纤维素。
在这些方法中，生物酶解法因其环保、高效且能保持纤维素原有性质的特点，越来越受到研究者的关注。
通过选择适当的酶类和控制反应条件，可以实现对纤维素的高效降解，生成具有优良性能的纳米纤维素。
纳米纤维素纤维的制备及其应用的研究共3篇
纳米纤维素纤维的制备及其应用的研究共3篇纳米纤维素纤维的制备及其应用的研究1纳米纤维素纤维的制备及其应用的研究纤维素是天然存在于植物细胞壁中的一种聚糖，其在工业、农业等领域中有着广泛的应用。
随着纳米技术的发展，纳米纤维素纤维的制备和应用也逐渐引起人们的关注。
纳米级的纤维素纤维是指纤维素在尺寸上达到了纳米级别，其直径一般在5-100纳米之间。
这种纳米纤维素纤维所具有的特殊性质，使得它在材料科学、医学、环境生态等领域具有广泛的应用前景。
然而，想要制备具备纤维素纳米级特征的纤维不是一件容易的事情。
传统的制备方法包括化学法、生物法和物理法等。
其中最为流行的是化学法，但由于该方法的副产物会对环境造成污染，并且该方法需要使用大量的化学药品。
因此，制备具备纳米级纤维素特征的纤维的研究局限于应用领域和研究水平不够高的地区。
随着科技的发展，一种新型的方法-电纺法逐渐走入人们的视野。
电纺技术被认为是制备纳米纤维素纤维的最佳方法之一。
其制备方法简单、成本低廉，而且不对环境造成污染。
电纺法的实现需要特殊的纺丝设备。
该设备将纤维素加入到有机溶剂中，再将该溶液通过电极的高压作用下产生电纺。
由于电极间的电场，这种方法可以制备出具有纳米级直径的纤维素纤维。
同时，这种方法还可以通过控制电纺设备的缺陷和拉伸条件来控制纤维素纤维的直径和质量。
纳米纤维素纤维的应用具有广泛的前景。
目前，它在生物医学、环境科学、电子工业、纸浆生产等领域都得到了广泛的应用。
例如，在生物医学领域，纳米纤维素纤维可以用于制备生物传感器、药物给药系统等，它的表面积大，更容易与细胞结合，具有良好的生物相容性。
而在环境科学领域，纳米纤维素纤维可以用于制备新型的油污染物吸附材料，具有高效，低成本的特点。
此外，在纸浆生产领域，纳米纤维素纤维可以替代传统的成纸材料，制成环保型的纸张。
总之，纳米纤维素纤维的制备和应用是纳米技术所涉及的一个热门领域。
电纺法被认为是制备高质量的纳米级纤维素纤维的最有效方法之一。
微纳米纤维素的制备和表征
高压均质的原理和特点:高压均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机 构，将物料输送至工作阀(一级均质阀及二级乳化阀)部分。要处理物料在通过工
体，如:将 40g 木粉放入 2000mL 的浓度为 10wt% 的 NaCIO 溶液中，在 70 0C
降解 24ho 产物过滤洗涤后，得到微纳米纤维素晶体。
低结晶度的微纳米纤维素的制备:将微纳米纤维素晶体放入质量分数为 9% 的 NaOH 或 KOH 水溶液中，搅拌均匀，在 _5 0C 冰箱中冷冻 24h。将冷冻后的纤 维素溶液置于凝固浴中再生 。 凝固浴可以为大量的蒸倔水，也可以为乙醇、甲醇、 甘油及他们的混合物。
作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或
以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。纤维素在经过机械应力的作用后，物理 性质和化学性质可能会发生变化，如纤维束的分散、长度变短、聚合物和结晶度 下降，对各种化学反应和酶水解的可及度和反映 性能提高等 。 张俊华等压均质化 处理，得到的产物比表面积随着均质次数的增加而增大，保水值也逐渐增大。高 压均质机可以有效地破坏纤维素的原纤结构，使经过均质的纤维素产物具有更大 的可及度。所以，机械处理方法也成为了纤维素的处理中的一种可行的方法。纤 维素在经过高压均质、高速剪切和研磨等机械方法处理过程中，会受到剪切应力 和 冲 击应力的作 用， 在这 种 应力作用下 ， 纤维素 部 分结 晶 被破坏，甚至会引起纤
(1) 经过处理的低结晶度的纤维素的尺寸在微米和纳米之间，由电镜可以 看到有不规则的结构，产物多数呈无定形的结构 。
细菌纤维素-纳米银复合材料的制备及其抗菌性能研究
细菌纤维素/纳米银复合材料的制备及其抗菌性能研究摘要：细菌纤维素（bacterial cellulose,bc）是一种由微生物合成的高纯度纤维素，超细纤维网络结构使其具有高比表面积、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性, 被认为是一种潜在的“理想”医用敷料材料。
然而，细菌纤维素本身不具有抗菌性能，难以应对细菌感染的伤口。
纳米银是一种广谱抗菌剂。
因此本文以细菌纤维素为模板，采用环境友好的化学还原剂抗坏血酸为还原剂，原位制备细菌纤维素/纳米银复合材料。
同时分别采用抑菌圈法和最小抑菌浓度法对复合物的抗菌效果进行评价。
关键词：细菌纤维素纳米银抗菌创伤敷料、引言细菌纤维素是一种由微生物合成的高纯度纤维素，其微纤维直径只有40-6Onm,是自然界中天然存在的精细纳米材料。
超细纤维网络结构使其具有高比表面积、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性，被称作“大自然赋予人类的天然生物医用材料”［1］。
大量研究和临床试验表明，细菌纤维素基创伤敷料对于烧伤烫伤以及慢性溃疡疾病具有良好的治愈效果，是一种极具潜力的“理想”创伤敷料材料［2］。
然而，细菌纤维素本身不具有抗菌性能，难以应对细菌感染的伤口。
金属银及其化合物是目前最常用的无机抗菌剂，尤其适用于治疗烧伤烫伤以及慢性溃疡创伤［3］。
因此，以细菌纤维素为载体负载纳米银粒子将有望获得具有高效保湿抗菌功能的“理想”医用创伤敷料。
孙东平等以细菌纤维素为载体，甲醛为还原剂采用液相化学还原法合成载银细菌纤维素复合材料，所得银纳米粒子平均粒径在45nm左右, 对大肠杆菌、酵母菌和白色念珠菌等都有理想的抗菌效果[4]。
marques等分别以细菌纤维素和普通植物纤维为基体，采用nabh4原位还原agno3的方法在纤维素膜上合成纳米银单质，结果表明细菌纤维素纤维的银负载量可达到植物纤维的50倍以上，并且对ag+具有更持久的控释作用，是一种良好的纳米银合成基质[5]。
上述研究大多采用nabh4、甲醛等化学试剂为还原剂，这些试剂通常具有较高的人体毒性，反应结束后很难解决试剂在纤维膜内的残留问题, 尤其不适合应用于生物医用材料产品的制备。
纤维素纳米结构材料的制备和应用
纤维素纳米结构材料的制备和应用随着人们对环保和可持续发展的关注度越来越高，自然来源的材料成为了人们追求的方向。
其中，纤维素这种广泛存在于植物细胞壁中的高分子材料，由于其生物可降解性和资源可持续性，成为研究的热点。
而由纤维素制成的纳米结构材料，有望应用于各种领域，为人类生活带来更多的优势。
一、纤维素纳米结构材料制备的方法1. 化学方法化学方法是纤维素纳米结构材料制备的传统方法。
主要有酸解法、氧化法、漂白法等。
其中，酸解法是最常见的一种方法。
通过将纤维素原料与强酸反应，可将宏观纤维素分解成纳米级别的纤维素。
这种方法操作简单，但存在副产物难以清除、对环境污染等问题。
2. 生物法生物法是一种绿色环保的制备方法。
利用微生物生产酶解纤维素，将其分解成纳米级别的纤维素。
此方法排放的废物易于处理，无污染，但操作比较复杂。
3. 机械法机械法是一种利用加工机械将纤维素原料分解成纳米级别的纤维素的方法。
主要有高压均质法、超声波法等。
这种方法可以避免化学法的污染问题，但所制备的纤维素纳米结构材料粘度较大，不易于使用。
4. 生物-机械复合法生物-机械复合法是一种将生物法和机械法相结合的方法。
在其中，先用微生物酵素处理纤维素原料，然后再采用机械方法将其分解成纳米级别的纤维素纳米结构材料。
这种方法不仅具有生物法的环保优势，还具有机械法制备时间短、操作简单的特点。
二、纤维素纳米结构材料的应用1. 生物医学领域纤维素纳米结构材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。
可以用于制备医用纤维素膜、药物递送系统、伤口敷料、生物传感器等。
有研究表明，经过调整表面修饰的纤维素纳米结构材料，可用于抗生素分子的传递和储存。
2. 环保领域纤维素纳米结构材料是由可再生资源制备而成，具有生物可降解性和资源可持续性。
因此，可以用于制备绿色环保材料，如生物降解塑料、纸张等。
研究表明，利用纤维素纳米结构材料制备的生物降解塑料可以在自然环境下完全降解，而不会对环境造成任何污染。
纳米细菌纤维素的制备及其超微结构镜观察
纳米细菌纤维素的制备及其超微结构镜观察（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：朱昌来，李峰，尤庆生，陆松华，王庆庆，林琳，张天一【摘要】制备细菌纤维素，观察纳米细菌纤维素的超微结构特点。
用红茶菌做菌种，通过茶水发酵培养制备纳米细菌纤维素，利用扫描电镜、透射电镜观察其超微结构特点。
结果表明：新鲜制备的细菌纤维素膜为无色透明胶冻状膜，表面光滑；经预处理后呈乳白色半透明胶冻状；扫描电镜下可见细菌纤维素膜呈疏松的网状结构，纤维素微纤丝从菌体胞壁小孔中分泌出来；透射电镜下，经负染后，在深色的背景中间可见浅色细丝状。
说明细菌纤维素具有良好的纳米纤维网络特征，在生物医学领域具有良好的、广泛的应用前景。
【关键词】纳米材料；细菌纤维素；超微结构；组织工程；电子显微镜Abstract：To prepare the biomaterial bacterial cellulose (BC) and observe the characteristic of its ultra-structure. Red-tea fungus wasused as the culturing strain, and nanometer biomaterial BC produced through fermentation of tea, then the ultra-structure of nanometer biomaterial BC was observed by SEM and TEM. Results showed that BC membranes that fresh prepared was smooth、colorless and jel alike and it showed translucence after pre-disposal treatment. The surface of BC membranes was porous network structure observed by SEM, and the micro-fibrils of BC were secreted from the eyelet of cell wall. Tint fine thread could be found in dark background after negative staining observed by TEM.It proves that BC has fine nano fibre-network, which has extensive usage in biomedicine areas.Key words：Nanometer material；Bacterial cellulose；Ultra-structure；Tissue engineering；Eletron microscope1 引言细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)是由微生物（主要为细菌）发酵形成的一类纤维素，是葡萄糖以β-1,4-糖苷链连接形成的高分子化合物，它与植物纤维素化学组成非常相似，因其在吸水性、物理和机械性能等诸多方面的优良性能，在医药、生物医学工程、造纸和食品工业等领域中具有广泛的应用前景，是国际生物医用材料研究的热点之一。
纳米纤维素的制备及表征
此制备方法目 前 未 见 相 关 文 献 报 道。 同 时,对 纳 米 纤
点。
维素进行改性,对 所 制 备 样 品 的 结 构 与 化 学 组 成 进 行
复合材料的研究 报 道 才 出 现
。到 了 21 世 纪,纳 米
[
3-4]
纳米纤维素(纤维素纳米晶体,
CNCS 或纤维素纳
米纤维,
CNF)是 一 类 天 然 的 可 持 续 材 料,来 源 于 地 球
(MYK20005);闽 江 学 院 2019 年 创 新 创 业 创 造 教 育 专 项
(
YB009)
作者简介:王封丹(
2000- ),女,本科生,研究方向为纳米纤维素功能材料。
* 通信作者:卢麒麟(
1989- ),男,博 士,副 教 授,研 究 方 向:生 物 质 纤 维 功
能材料,
E-ma
i
l:
下,考 察 NaOH 溶 液 浓 度 对 NCC 得 率 的 影 响。 随 着
NaOH 溶液浓度的增大,得率也随之增大,质量浓度为
7% 时,得率达到最大值(
25
.89% ),之后得率 开 始 下 降
3
.
0
3.
5
4.
0
4.
5
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.
0
5.
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时间/
h
图 2 超声时间对纳米纤维素得率的影响
2
.3 超声功率对纳米纤维素得率的影响
闽江学院,福建 福州 350108)
2.
摘
要:纳米纤维素由于其固有的特性,包括纳米尺寸、高 比 表 面 积、独 特 的 形 态、低 密 度 和 机 械 强 度 以 及 实 用 性、可
纳米纤维素的制备与性能研究
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。
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纳米细菌纤维素的制备及其超微结构镜观察(一)
作者：朱昌来，李峰，尤庆生，陆松华，王庆庆，林琳，张天一
【摘要】制备细菌纤维素，观察纳米细菌纤维素的超微结构特点。
用红茶菌做菌种，通过茶水发酵培养制备纳米细菌纤维素，利用扫描电镜、透射电镜观察其超微结构特点。
结果表明：新鲜制备的细菌纤维素膜为无色透明胶冻状膜，表面光滑；经预处理后呈乳白色半透明胶冻状；扫描电镜下可见细菌纤维素膜呈疏松的网状结构，纤维素微纤丝从菌体胞壁小孔中分泌出来；透射电镜下，经负染后，在深色的背景中间可见浅色细丝状。
说明细菌纤维素具有良好的纳米纤维网络特征，在生物医学领域具有良好的、广泛的应用前景。
【关键词】纳米材料；细菌纤维素；超微结构；组织工程；电子显微镜
Abstract：Topreparethebiomaterialbacterialcellulose(BC)andobservethecharacteristicofitsultra-structure.Re
d-teafunguswasusedastheculturingstrain,andnanometerbiomaterialBCproducedthroughfermenta tionoftea,thentheultra-structureofnanometerbiomaterialBCwasobservedbySEMandTEM.Resultss howedthatBCmembranesthatfreshpreparedwassmooth、colorlessandjelalikeanditshowedtranslucenceafterpre-disposaltreatment.ThesurfaceofBCmembra neswasporousnetworkstructureobservedbySEM,andthemicro-fibrilsofBCweresecretedfromtheey eletofcellwall.TintfinethreadcouldbefoundindarkbackgroundafternegativestainingobservedbyTEM .ItprovesthatBChasfinenanofibre-network,whichhasextensiveusageinbiomedicineareas. Keywords：Nanometermaterial；Bacterialcellulose；Ultra-structure；Tissueengineering；Eletronmicroscope
1引言
细菌纤维素(bacterialcellulose,BC)是由微生物（主要为细菌）发酵形成的一类纤维素，是葡萄糖以β-1,4-糖苷链连接形成的高分子化合物，它与植物纤维素化学组成非常相似，因其在吸水性、物理和机械性能等诸多方面的优良性能，在医药、生物医学工程、造纸和食品工业等领域中具有广泛的应用前景，是国际生物医用材料研究的热点之一。
本研究用红茶菌做菌种，通过茶水发酵制备纳米细菌纤维素，同时通过对扫描和透射电镜下细菌纤维素的结构的观察，深入了解其纳米级的结构特点。
2材料和方法
2.1材料
红茶菌菌种(购自黑龙江黑河)、葡萄糖（AR）、蔗糖（AR）、乙醇（食用级）、蛋白胨、市售绿茶。
扫描电子显微镜（S-3400N,Hitachi）,透射电子显微镜（JEM-1230,JEOL）。
2.2方法
2.2.1基础发酵培养基的配制按绿茶(干基):糖:水=0.5:100:1000，先将水煮沸，加入绿茶浸泡于85～90℃温度，保持20min，滤去茶叶渣得到绿茶汁，按比例加入溶化的糖水（其中葡萄糖和蔗糖的比例为1：1），再加入0.5%蛋白胨、1%乙醇（V/V），混匀后分装到三角瓶中，每500ml装入200ml糖茶水，用牛皮纸包扎，巴氏消毒后冷却到室温备用。
2.2.2接种培养红茶菌菌种放入消过毒的浅盘中，倒入适量基础发酵培养基，在30℃恒温条件下静止培养7天。
2.2.3细菌纤维素的提取和处理恒温静置培养7d后，生成细菌纤维素膜浮于液面。
膜取出后，用蒸馏水多次冲洗，除去膜表面培养基及杂质。
再将膜浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液，100℃煮沸20min，去除液膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明。
将以上制得的细菌纤维素膜置于装有生理盐水的烧杯中，以121℃高压消毒20min备用。
2.2.4纳米细菌纤维素超微结构观察取纳米细菌纤维素膜1cm2左右，干燥后直接于离子溅射仪上喷镀金属铂，然后在SEM下观察标本结构；将纳米细菌纤维素经超声粉碎后制成纤维
素悬液，经4%磷钨酸负染后于TEM下观察。
3结果与讨论
3.1恒温静置培养7d后，生成细菌纤维素膜，经提取和预处理后呈乳白色半透明胶状液膜，外表均匀光滑，有一定的张力，见图1。
3.2SEM下观察细菌纤维素膜的表面结构特征
在扫描电镜下可见菌体呈杆状，细菌纤维素膜表面菌体及从菌体胞壁小孔中分泌出来的纤维素微纤丝；细菌纤维素细丝为纳米级，大量的纳米纤维相互交织形成不规则疏松的网状结构。
见图2、3。
3.3经负染后在TEM下观察到的细菌纤维素结构
细菌纤维素膜经超声粉碎，负染后于透射电镜下可见在深色条状深染背景中有透明细丝状纤维丝，纤维丝仍交织成网状，见图4。