无机纳米相_纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展
第48卷第1期2014年1月生物质化学工程Biomass Chemical Engineering Vol．48No．1Jan．2014doi ：10．3969/j．issn．1673-5854．2014．01．006·综述评论———生物质材料·无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展收稿日期：2013-09-16基金项目：国家自然科学基金（31000276）；福建省高校杰出青年人才基金（JA11071）；福建省高校新世纪优秀人才基金（JA12088）；福建农林大学杰出青年人才基金（xjq201208）作者简介：吴巧妹（1987—），女，福建三明人，硕士生，主要从事植物纳米纤维素复合材料的研究*通讯作者：陈燕丹，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向是生物质材料的制备与功能化设计；E-mail ：fjaucyd@163．com 。
吴巧妹，陈燕丹*，黄彪，陈学榕(福建农林大学材料工程学院，福建福州350002)摘要：分别介绍了近年来利用贵金属纳米粒子、无机陶瓷纳米相(包括金属氧化物、金属硫化物、黏土类、纳米羟基磷灰石和纳米碳酸钙)、磁性纳米纤维素、碳纳米相与纳米纤维素进行复合的研究进展，并建议加强对纳米纤维素基杂化材料的基础理论研究，改进现有制备方法并开发出更加节能减耗的新方法，以及更多极具应用前景的无机纳米材料实现优势互补的分子级复合，定向设计合成出适用不同场合、满足不同需求的高性能、多功能新型先进复合材料。
关键词：纳米纤维素;杂化纳米材料;无机纳米粒子;碳纳米相中图分类号：TQ35;O636．1文献标识码：A 文章编号：1673-5854(2014)01-0028-09Advances in Inorganic-nanocellulose Hybrid NanomaterialsWU Qiao-mei ，CHEN Yan-dan ，HUANG Biao ，CHEN Xue-rong（College of Materials Engineering ，Fujian Agriculture and Forestry University ，Fuzhou 350002，China ）Abstract ：This paper summarized the recent Ｒ＆D progresses on nanocellulose hybrid composites incorporated with noble metal nanoparticles ，nano ceramic compounds （including metal oxides ，metal sulfides ，nano-clay ，nano-hydroxyapatite ，nano-calcium carbonate ），magnetic nanoparticles and nano-carbon materials ，respectively．An overview on the challenge and development prospects of the nanocellulose-based hybrid composites was discussed ，too．Key words ：nanocellulose ；hybrid nanocomposites ；inorganic nanoparticles ；nano-carbon materials无机-有机杂化纳米材料是继单组分材料、复合材料和梯度功能材料之后的第四代新材料［1］。
纳米纤维素是一种新型的生物纳米材料，具有特殊的结构特点和优良的性能。
无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料因兼具或超越了纳米纤维素和无机纳米材料单一组分的性能优点，而成为纳米纤维素复合材料的研究热点。
利用物理、化学、生物方法制备获得的天然纳米纤维素依次为微纤丝化纤维素（MFC ）或纳纤丝化纤维素（NFC ）、纳米晶体纤维素（NCC ）和细菌纳米纤维素（BNC ）。
以纳米纤维素作为结构增强相和兼具生物大分子模板效应的天然高分子基体，在绿色高性能纳米复合材料的设计组装中日益扮演重要角色。
在过去的十几年里，国内外针对纳米纤维素的制备、表征、表面修饰及其复合材料开展了较多的研究工作［2－4］。
目前，交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科，利用共混法、溶胶-凝胶法、插层法、模板组装法、非共价弱相互作用复合法和仿生矿化等方法，进一步将纳米纤维素优越的机械性能与功能性无机纳米材料进行优势互补，构筑结构可塑、稳定，集轻质和强韧于一身的新型无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料，正在成为国内外科学家竞相开展的研究课题。
本文主要针对国内外纳米纤维素与各种无机纳米相杂化复合，制备功能型纳米纤维素新材料的研究进展进行综述。
第1期吴巧妹，等：无机纳米相－纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展291贵金属纳米粒子-纳米纤维素杂化材料贵金属纳米颗粒因其特殊的物理、化学性质，在光、电、磁、催化、生物传感、生物医学诊断和抗癌药物开发等方面存在着广泛的应用前景。
金属纳米粒子的自发团聚现象会严重降低其催化活性，利用高分子材料等基体对其进行固定负载，可以有效地保持金属纳米粒子的原始尺寸。
Koga等［5］合成了在纳米晶体纤维素（NCC）表面呈高度分散的金纳米粒子-纳米晶体纤维素（AuNPs-CNFs）复合物，其催化活性是传统聚合物基AuNPs催化剂的840倍。
最近，Azetsu等［6］利用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物（TEMPO）体系对纳米纤维素C伯羟基进行选择性催化氧化反应，合成6了高羧基取代度的羧基化改性纳米纤维素（TOCNs）。
进一步以TOCNs为基质，采用拓扑化学反应法分别制备了AuNPs-TOCN、钯纳米粒子-羧基化改性纳米纤维素（PdNPs-TOCN）和金钯纳米粒子-羧基化改性纳米纤维素（AuPdNPs-TOCN）3种高催化活性的纳米纤维素基催化剂，可通过改变Au与Pd物质的量之比调控其催化活性，并考察了它们对对硝基苯酚模型物的催化还原性能。
研究表明，TOCNs基体表面规整分布的羧基与贵金属粒子之间的强相互作用，最终可为金属纳米粒子产物的固定化提供均匀的表面锚合点，从而有效地阻止了贵金属（复合）纳米粒子的团聚。
Shin等［7］以NCC为基体和稳定剂，用NaBH4为还原剂，原位制备了含有不同化学组成的纳米粒子Au-Ag合金相-NCC复合物。
近年来，由于银纳米粒子（AgNPs）较低的生理毒性及其对多数细菌、真菌、霉菌、孢子等微生物的强效杀菌活性而广受青睐。
选择无毒、生物相容性佳、比表面积大的纳米纤维素作为AgNPs的分散介质，可以大大减少AgNPs之间的团聚，从而使AgNPs的高效抗菌性得到充分发挥。
Fortunati等［8］结合双螺杆捏合挤出-膜成型技术制备了表面活性剂改性纳米纤维素-聚乳酸-银纳米粒子的多功能纳米复合薄膜材料。
研究指出，引入乙氧基化壬基酚磷酸酯（beycostat A B09）表面活性剂，不仅极大地改善了NCC在聚乳酸中的分散性，还具有诱导成核效应，最终制得的纳米复合薄膜表现出更优异的热稳定性和拉伸性能。
该复合薄膜呈现出长效的抑菌效果，可应用于食品包装和卫生用品材料。
Liu等［9］利用NaClO/ NaBr/TEMPO氧化体系制备了TOCNs，进而采用液相氧化-还原法制备了超细纳米Ag-TOCNs杂化材料。
TOCNs表面大量的羟基和羧基，与Ag+和AgNPs之间形成强有效地络合吸附作用，有效地阻止了AgNPs的团聚。
他们将Ag-TOCNs纳米复合物与DNA标记物制成低聚核酸探针，最终可以通过微分脉冲阳极溶出伏安法实现DNA靶向分子的选择性灵敏检测。
细菌纳米纤维素（BNC）因其独特的三维网状纳米结构、优越的生物相容性、力学性能和高保水率等性能，被视为制备抗菌性医用物品的理想材料。
为了进一步增强BNC的抗菌活性，Berndt等［10］利用N，N'-羰基二咪唑（CDI）和1，4-二氨基丁烷（DAB）分两步实现了BNC表面的氨基化接枝改性，进而以二甲基亚砜（DMSO）为弱还原剂，制备获得主客体间存在化学作用力的AgNPs-BNC杂化材料。
该材料表现出强效抗菌活性，有望作为伤口护理用的绷带。
Sureshkumar等［11］介绍了一种易于回收分离的Ag-BNC磁性抗菌纳米复合物的简易制备方法。
他们首先利用沉淀法制备了铁基磁性BNC复合物，接着在其表面形成多巴胺自聚涂层，最后溶液中的Ag+被聚多巴胺涂层上的氨基原位还原生成球形AgNPs。
BNC的纤丝状三维网络结构以及聚多巴胺的还原特性为AgNPs的生成提供了很好的反应和附着场所。
BNC磁性抗菌材料对革兰氏阳性菌和阴性菌均具有抗菌活性，亦可以作为培养基的灭菌剂使用。
此外，该复合材料由于同时复合了超顺磁性的Fe3O4，使用后可以利用磁力作用方便地实现材料的分离与回收。
2无机陶瓷纳米相-纳米纤维素杂化材料随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生。
无机陶瓷纳米相是指显微结构中的无机相达到纳米级别的材料，主要包括金属氧化物、金属硫化物、黏土类材料，纳米羟基磷灰石以及纳米碳酸钙等。
30生物质化学工程第48卷2．1金属氧化物-纳米纤维素杂化材料气凝胶是具有三维孔道微纳米结构和超低密度的固体物质形态，也称“固体烟雾”。
利用冷冻干燥或CO2超临界干燥技术处理NCC水凝胶，可以制备获得机械性能良好且高孔隙率（＞98%）的低密度NCC气凝胶，并有望被进一步应用于光控吸附、漂浮体、湿度传感和磁功能材料等领域。
Kettunen等［12］以钛酸异丙酯为前驱体，利用化学气相沉积（CVD）法成功地实现了NCC气凝胶骨架的无机功能化改性。
经TiO2纳米涂层改性的NCC气凝胶呈现出优异的光响应润湿性能（photoswitchable wetting-NCC气凝胶在超疏水状态与超亲水状态之property）。
通过紫外线辐照的“开关”控制，可以实现TiO2间的可逆切换（图1）。
他们推测这种奇特的性质与冷冻干燥生成的NCC气凝胶具有多尺度聚集体结构密切相关：稳态TiO2-NCC气凝胶的微-纳米多级结构或微粗糙表面结构对气泡有稳定作用而呈现超疏水性；经紫外线照射后，TiO2涂层的结构缺陷增加，致使TiO2-NCC气凝胶毛细管效应增强而转变成超吸水性。
另外，经TiO2修饰的NCC气凝胶同样具有光催化活性，结合它的光调控润湿性能，预示其在微流体器件和水体系污染控制领域可能大有作为。
纳米涂层改性前后，纳米纤维素气凝胶（a）、滤纸（b）和纳米纤维素薄膜（c）图1经TiO2在紫外光照射和避光保存条件下的吸水和润湿性能比较Fig．1The aqueous absorption and wetting behavior of the nanocellulose aerogel（a），filter paper（b），and nanocellulose film（b）before and after the TiOcoating and after UV illumination and storage in the dark2原子层沉积（ALD）或原子层化学气相沉积（ALCVD）是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应，形成沉积膜的一种方法。
纳米纤维素研究进展
子 的一些特 性 ，如 高 纯 度 、较 大 的 比表 面 积 、较 高 的杨 氏模 量 、高结 晶度和高透明性 Ｊ 。纳米纤 维素 巨大的 比表 面积 ，使 其具有 良好 的吸附能力 ，可 以作 为药物 载体 ，制 备缓 释药物 广 泛应用 于医药领域 。另一方面 ，纳米 纤维素 作为增 强相广泛 应用于复合 材料领域 ，能改 善材 料的力学 、光学 、热 学 、电学
表１ 不同纤维原料制备的 Ｎ Ｃ Ｃ的 尺寸 范 围
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ＮＣ Ｃ ｆ ｒ ｏ ｍ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
合纳米技术 、材料科学等学科 开拓纤维 素在 医药 、纳米 复合 材 料等领 域 的 应 用 ，成 为 近 年 来 的 研 究 热 点。 纳 米 纤 维 素
素 的发 展 前 景 进 行 了展 望 。
关键 词 ：纳米纤维素；制备 ； 应用 中 图分类 号 ：Ｔ Ｑ ３ ５ ３ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ０— ０ ０ ０ １ — ０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｎａ ｎ ｏ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｃｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ｏ ｓ ｅ
等性能 。
１ ． ２ 纳 米纤 维素 的晶体 形态
天然纤维素的晶体形态为纤 维素 Ｉ，纳米 纤维 素的结 晶区 保持了纤 维素 Ｉ的 晶形 ，但 结 晶度 较 天 然 纤 维 素显 著 增 加 。 Ｎ Ｃ Ｃ制备 过程 中 ，无 定 形 区 和 一 些 有 缺 陷 的 结 晶 区 受 到 破 坏 ， 但规整的结晶体所 受影 响不 大 ，有 利于形成分 子排列规 整度增 强的晶体 ，因而结 晶度增加 。Ｓ ａ ｍｉ ｒ ａ 等 对纳米纤 维素的尺寸 和形 貌进行 了研究 ，发现纤维素纳米 晶体大部 分是表 面平滑但 可及性较差 的初级 晶体 ，这些 晶体具有 巨大的 比表 面积 、较强 的侧 向吸附力 ，即使采用水解和超声处理也很难将其降解 。
有机_无机杂化材料与多功能纤维研究进展_相恒学
有机_无机杂化材料与多功能纤维研究进展_相恒学有机-无机杂化材料是指由有机分子与无机材料组成的复合材料，具有有机和无机两种材料的特点和性质。
由于其独特的结构和性质，有机-无机杂化材料在多个领域中都有广泛的应用，特别是在纤维材料领域。
有机-无机杂化材料具有许多优异的性能，如高强度、高韧性、高导电性、高透明性、低比重等。
这些性能使得有机-无机杂化材料成为一种理想的多功能纤维材料的候选者。
多功能纤维材料是一种可以用于多种应用的纤维材料，如智能纺织品、防护服、传感器、储能设备等。
近年来，有机-无机杂化纤维材料的研究取得了重要进展。
一种常用的方法是通过溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化纤维材料。
该方法将有机材料和无机材料溶解在溶剂中，并通过凝胶化、干燥、热处理等步骤使其形成纤维状结构。
有机-无机杂化纤维材料的一个研究重点是提高其力学性能。
研究人员通过优化有机-无机界面的结合方式和强化有机纤维的结构，成功地制备出具有优异力学性能的有机-无机杂化纤维材料。
例如，将有机材料和无机材料分别用作纤维的表层和核心，可以提高纤维的强度和韧性。
除了力学性能，有机-无机杂化纤维材料还可以具有其他多功能性能。
例如，将导电材料引入有机-无机杂化纤维中，可以制备出柔性、导电的纤维材料，用于制作柔性电子器件、传感器等。
另外，将具有光学性能的有机-无机杂化材料应用于纤维材料中，可以实现具有特殊光学性能的纤维材料，如透明、发光的纤维。
此外，有机-无机杂化纤维材料还可以通过组装和修饰实现多功能性能。
研究人员通过改变有机-无机界面的相互作用方式，将各种功能型材料组装在纤维表面，实现了多种特殊性能的有机-无机杂化纤维材料。
例如，将具有催化性能的纳米颗粒组装在纤维表面，可以制备出具有催化功能的纤维材料。
综上所述，有机-无机杂化材料是一种具有多功能性能的纤维材料。
通过调控有机-无机界面的结合方式和优化杂化纤维的结构，可以实现纤维材料的力学性能、导电性能、光学性能等的提升。
无机纳米相_纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展_吴巧妹
以 NCC 为基体和稳定剂，
Ag 合金相NCC 复合物。 用 NaBH4 为还原剂， 原位制备了含有不同化学组成的纳米粒子 Au近年来， 由于银纳米粒子（ AgNPs） 较低的生理毒性及其对多数细菌、 真菌、 霉菌、 孢子等微生物的强 效杀菌活性而广受青睐。选择无毒、 生物相容性佳、 比表面积大的纳米纤维素作为 AgNPs 的分散介质， 可以大大减少 AgNPs 之间的团聚， 从而使 AgNPs 的高效抗菌性得到充分发挥。Fortunati 等
或 CO2 超临界干燥技术处理 NCC 水凝胶， 可以制备获得机械性能良好且高孔隙率 （ ＞ 98% ） 的低密度
［12 ］ NCC 气凝胶， 并有望被进一步应用于光控吸附、 漂浮体、 湿度传感和磁功能材料等领域。 Kettunen 等
以钛酸异丙酯为前驱体， 利用化学气相沉积 （ CVD ） 法成功地实现了 NCC 气凝胶骨架的无机功能化改 性。经 TiO2 纳 米 涂 层 改 性 的 NCC 气 凝 胶 呈 现 出 优 异 的 光 响 应 润 湿 性 能 （ photoswitchable wetting NCC 气凝胶在超疏水状态与超亲水状态之 property） 。通过紫外线辐照的 “开关 ” 控制， 可以实现 TiO2 间的可逆切换（ 图 1 ） 。他们推测这种奇特的性质与冷冻干燥生成的 NCC 气凝胶具有多尺度聚集体结 NCC 气凝胶的微构密切相关： 稳态 TiO2 纳米多级结构或微粗糙表面结构对气泡有稳定作用而呈现超 NCC 气凝胶毛细管效应增强而转变成 TiO2 涂层的结构缺陷增加， 疏水性； 经紫外线照射后， 致使 TiO2 超吸水性。另外， 经 TiO2 修饰的 NCC 气凝胶同样具有光催化活性， 结合它的光调控润湿性能， 预示其 在微流体器件和水体系污染控制领域可能大有作为 。
纳米纤维素制备及产业化研究进展
二、木质素纳米纤维素的制备
1、化学法制备：化学法主要通过氧化剂、还原剂等化学试剂对木质素进行改 性，再经过分离、纯化得到木质素纳米纤维素。该方法设备简单，产量较高，但 使用化学试剂可能导致环境污染。
二、木质素纳米纤维素的制备
2、生物法制备：生物法主要利用微生物或酶对木质素进行降解和改性，再经 过分离、纯化得到木质素纳米纤维素。生物法环保性较好，但菌种筛选、培养及 反应条件控制相对复杂。
内容摘要
引言：纳米纤维素是一种具有广泛应用前景的纳米级纤维素材料，其制备方 法主要涉及化学法、物理法和生物法等。在生物医学、环境保护、建筑等领域， 纳米纤维素具有独特的优势和广泛的应用前景。本次演示将重点介绍纳米纤维素 的制备方法和其在各领域的应用研究进展。
一、纳米纤维素的制备
一、纳米纤维素的制备
一、引言
一、引言
木质素，一种存在于植物细胞壁中的天然有机高分子，因其独特的结构与性 能，一直受到广泛。近年来，随着生物技术和纳米技术的飞速发展，木质素纳米 纤维素的制备及应用研究也取得了显著的进步。本次演示将就木质素纳米纤维素 的制备方法及其在各领域的应用研究进展进行综述。
二、木质素纳米纤维素的制备
二、木质素纳米纤维素的制备
3、物理法制备：物理法主要利用高能辐射、机械力等物理手段对木质素进行 降解和改性，再经过分离、纯化得到木质素纳米纤维素。该方法操作简便，环保 性较好，但设备投入较大。
三、木质素纳米纤维素的应用研 究进展
三、木质素纳米纤维素的应用研究进展
1、生物医学领域：木质素纳米纤维素具有优良的生物相容性和生物降解性， 可用于药物载体、组织工程支架及生物传感器等。
二、纳米纤维素的应用
促进细胞黏附和增殖。此外，纳米纤维素还可以用于医疗诊断，如制备生物 传感器和药物载体等。
纳米纤维素研究及应用进展
纳米纤维素研究及应用进展纳米纤维素是一种由植物细胞壁提取或微生物发酵得到的生物质材料，具有独特的纳米级尺寸和出色的物理、化学性能。
近年来，纳米纤维素因其出色的生物相容性、可降解性以及在能量储存、药物传递、环境治理等方面的应用潜力，受到了广泛。
本文将概述纳米纤维素的研究背景和意义，并详细介绍其制备方法、应用进展、研究现状与挑战以及未来应用前景。
纳米纤维素的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括高压静电纺丝、超临界流体纺丝等；化学法主要包括酸解、氧化还原等；生物法则利用微生物或植物细胞壁提取。
不同制备方法得到的纳米纤维素在形貌、尺寸和性能上略有差异。
纳米纤维素在许多领域中都有着广泛的应用。
在生物医学领域，纳米纤维素因其生物相容性和可降解性，可用于药物载体、组织工程和生物传感器等。
在能源领域，纳米纤维素可作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等。
纳米纤维素在环保、材料科学等领域也有着广泛的应用。
当前，纳米纤维素研究面临着许多挑战。
制备方法的优化和绿色生产是亟待解决的问题。
化学法制备过程中产生的废弃物可能会对环境造成污染，因此需要开发环保、高效的制备方法。
纳米纤维素的尺度、形貌和性能调控是研究的重要方向。
纳米纤维素的量产化、应用领域的拓展以及其在复合材料中的作用机制等方面也需要进一步探索。
随着科技的不断进步，纳米纤维素的应用前景十分广阔。
在生物医学领域，纳米纤维素作为药物载体和组织工程材料的应用将进一步拓展。
在能源领域，随着可再生能源需求的增加，纳米纤维素作为储能材料的应用前景将更加明朗。
纳米纤维素在环保、材料科学等领域也将发挥更重要的作用。
纳米纤维素作为一种重要的生物质材料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
随着对纳米纤维素制备、性能和应用研究的深入，其在生物医学、能源、环保、材料科学等领域的应用将进一步拓展。
未来，纳米纤维素的研究将更加注重绿色生产、可持续性和规模化应用，为推动纳米科技和生物质材料的发展提供新的机遇和动力。
纳米材料的自组装研究进展_刘欢
!!!"!"!!!"!"综述收稿日期：２００６－０２－２１。
收修改稿日期：２００６－０３－１６。
国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．９０３０６０１１，２０３４１００３）。
＊通讯联系人。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｎｇｌｅｉ＠ｉｃｃａｓ．ａｃ．ｃｎ第一作者：刘欢，女，２９岁，博士；研究方向：无机纳米材料。
纳米材料的自组装研究进展刘欢１翟锦２江雷＊，２，１（１国家纳米科学中心，北京１０００８０）（２中国科学院化学研究所，北京１０００８０）摘要：本文主要评述了近年来纳米材料自组装的研究进展，即对以纳米材料（包括零维的纳米粒子和一维的纳米管／线）为单元而开展的自组装方面的工作进行了介绍。
将纳米材料自组装为各种尺度的有序结构会产生更优异的整体的协同性质，这对于以纳米材料为基础而构筑的微纳米器件有着重要的意义。
由于目前纳米材料的研究主要集中在零维和一维体系，因此，本文分别就此两种体系的自组装行为进行了评述。
具体内容包括：单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装、大分子修饰的无机纳米粒子的自组装、未被修饰的无机纳米粒子的自组装；表面张力及毛细管力诱导的一维纳米材料的自组装、模板诱导的一维纳米材料的自组装、静电力诱导的一维纳米材料的自组装。
关键词：自组装；纳米粒子；纳米线；纳米管；图案化表面中图分类号：Ｏ６１１．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４８６１（２００６）０４－０５８５－１３ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｅｌｆ－ＡｓｓｅｍｂｌｙｏｆＮａｎｏ－ＭａｔｅｒｉａｌｓＬＩＵＨｕａｎ１ＺＨＡＩＪｉｎ２ＪＩＡＮＧＬｅｉ＊，２，１（１ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＮａｎｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０）（２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓｆｒｏｍｏｕｒｒｅｓｅａｒｃｈｇｒｏｕｐ，ａｒｅｖｉｅｗｈａｓｂｅｅｎｍａｉｎｌｙｇｉｖｅｎｔｏｔｈｅｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｎａｎｏｗｉｒｅｓ／ｔｕｂｅｓ，ｉｎｔｏｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｒｅｇｕｌａｒｐａｔｔｅｒｎｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｓｕｃｈｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｓｔｒａｔｅｇｙｈａｓｐａｒａｍｏｕｎｔｉｍｐｏｒ－ｔａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓ－ｂａｓｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｎｔｅｎｔｓｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅ：ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｂｙｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒ（ＳＡＭ），ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｉｎｏｒ－ｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｂｙｍａｃｒｏ－ｍｏｌｅｃｕｌａｒ，ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎａｋｅｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｔｅｍｐｌａｔｅ－ｉｎｄｕｃｅｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｕｒｆａｃｅｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｃａｐｉｌｌａｒｙｆｏｒｃｅｉｎｄｕｃｅｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍ－ｂｌｙｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｏｒｃｅｉｎｄｕｃｅｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ；ｎａｎｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅ；ｎａｎｏｗｉｒｅｓ；ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；ｐａｔｔｅｒｎｅｄｓｕｒｆａｃｅ所谓自组装，是指基本结构单元（分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术［１］。
纳米纤维材料的制备及应用研究进展
纳米纤维材料的制备及应用研究进展随着科技的不断发展和人们对生活质量要求的提高，纳米技术越来越受到人们的关注。
纳米技术是通过自组装和自组装性的理论基础，设计和制备具有纳米尺度结构的新材料。
其中，纳米纤维作为一种重要的纳米材料，由于其特殊的性质和广泛的应用前景，吸引了众多科学家的研究。
一、纳米纤维的制备方法：1.电纺法制备：电纺法是目前制备纳米纤维最常用的方法之一，其制备原理是通过利用高电场作用下纤维素溶液表面的荷电作用将喷涌出的液滴逐渐拉伸成纳米级尺寸的纤维。
电纺法制备的纳米纤维具有较高的比表面积、较好的孔结构和悬浮性，因此被广泛应用于材料、能源、生物医学、环保等领域。
2.气相沉积法制备：气相沉积法制备纳米纤维技术是利用化学气相沉积技术，通过控制反应温度、压力和气体流量等工艺条件，在陶瓷、金属、半导体等材料基底上形成纳米级尺寸的纤维。
该方法可以制备出高度纯净和高结晶度的材料纳米纤维，但需要复杂的真空设备，成本较高。
二、纳米纤维材料的应用：1.生物医学领域：纳米纤维作为一种具有生物相容性、可降解、高比表面积、高孔隙率的生物材料，被广泛应用于修复组织、制造3D支架、制备组织工程等方面。
同时，具有药物载体、细胞培养和诊断、生物传感器等免疫分析方面的应用潜力。
2.环境保护领域：纳米纤维材料在环境保护领域的应用主要体现在水处理、废气处理、液态催化剂等方面。
通过制备新型的纳米纤维材料，提高其润湿性、晶体结构、表面活性位点等，在环境中吸附、催化、分解有害物质，具备重要的环保应用价值。
3.能源领域：纳米纤维在能源领域中的应用包括燃料电池、锂离子电池、超级电容器等，利用其高比表面积、高电导性、高反应活性等特点，来提高能量传输和储存的效率。
4.材料领域：纳米纤维材料在材料领域中的应用非常广泛，包括塑料、橡胶、金属、陶瓷等材料的增强、传热性能改善、制备纳米复合材料等方面。
三、纳米纤维材料的未来发展：目前，虽然纳米纤维材料的研究已经取得了一定的进展，但是其制备工艺和应用技术还存在着许多挑战和难点。
纳米纤维素研究进展
纳米纤维素研究进展卢麒麟;胡阳;游惠娟;唐丽荣;陈燕丹;唐兴平;黄彪【摘要】综述了纳米纤维素(NCC)的性质,对物理法、化学法、生物法三种制备纳米纤维素的方法做了重点介绍.同时,对纳米纤维素在复合材料领域的应用现状进行了总结,对其在复合材料增强方面的应用进展做了较详细的介绍.最后对纳米纤维素的发展前景进行了展望.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)020【总页数】4页(P1-3,6)【关键词】纳米纤维素;制备;应用【作者】卢麒麟;胡阳;游惠娟;唐丽荣;陈燕丹;唐兴平;黄彪【作者单位】福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002【正文语种】中文【中图分类】TQ353纤维素是自然界中最为丰富的一种天然高分子［1］，如何结合纳米技术、材料科学等学科开拓纤维素在医药、纳米复合材料等领域的应用，成为近年来的研究热点。
纳米纤维素(nanocrystalline cellulose，NCC)是指通过酸法、物理法或生物法等方法从纤维原料中分离出的纳米尺度范围内的纤维素晶体，其粒径大小一般在1～100 nm之间，能够分散在水溶液中形成稳定的胶体［2－3］。
纳米纤维素不但具有天然纤维素的基本结构和性能，如生物降解性、可持续再生性，而且具有纳米粒子的一些特性，如高纯度、较大的比表面积、较高的杨氏模量、高结晶度和高透明性［4］。
纳米纤维素巨大的比表面积，使其具有良好的吸附能力，可以作为药物载体，制备缓释药物广泛应用于医药领域［5］。
另一方面，纳米纤维素作为增强相广泛应用于复合材料领域，能改善材料的力学、光学、热学、电学等性能［6］。
纳米纤维素的研究进展及其在造纸工业中的应用
摘要：纳米纤维素是传统制浆造纸产业最重要的原料的升级，其在造纸工业中得到了越来越多的关注。
本文重点介绍了纳米纤维素的制备及其在包装材料、柔性基底材料、检测材料、抗菌材料等领域的应用进展，并对其未来的发展做了展望。
关键词：纳米纤维素; 造纸工业; 包装材料; 精细化学品Abstract: Nanocellulose is an upgraded material of the most important raw material in the traditional pulp and paper industry, drawing more and more attention from the industry participants. This article focuses on the preparation of nanocellulose and its application progress in packaging materials, flexible substrate materials, detection materials, antibacterial materials and other fields, and prospects for its future development.Key words: nanocellulose; paper industry; packaging material; fine chemicals纳米纤维素的研究进展及其在造纸工业中的应用⊙ 张春亮1,2查瑞涛2（1.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，北京 100083；2.国家纳米科学中心，北京 100190）□ 报告专家及作者简介：查瑞涛先生，国家纳米科学中心高级工程师；兼任中国造纸学会纳米纤维素及材料专业委员会（NMC of CTAPI）秘书长；主要从事微纳复合材料、纸基功能材料与湿部化学研究工作；作为主要发明人，已经申请中国发明专利41项、授权24项。
纳米纤维素改性及其应用研究进展
纳米纤维素改性及其应用研究进展随着科技的不断发展，纳米技术已经成为了现代科学的一个热门领域。
纳米纤维素是其中重要的研究方向之一。
纳米纤维素由许多小的纤维素晶胞合并而成，因其具有生物可降解、生物相容性高等特点，被广泛应用于药物传递、纸张生产、能源材料等领域。
同时，通过对纳米纤维素的改性可以提高其性能，拓展其应用范围，因此，纳米纤维素的改性及其应用研究成为了当前的研究热点。
一、纳米纤维素的性质与特点纳米纤维素是以纤维素为主要成分的一种生物可降解材料，其具有以下几个特点：1.生物可降解性纳米纤维素是一种天然材料，可分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
2.生物相容性由于纳米纤维素是天然材料，与生物体相容性极高，不会对生物体造成损害。
3.高比表面积纳米纤维素的比表面积很大，在材料科学和生物医学领域有很多应用。
4.具有高度的透明度纳米纤维素是非常透明的，适合制造透明材料。
二、纳米纤维素的改性方法纳米纤维素作为一种新型材料，其性能还需要通过改性方式来提高，让其更好地应用于不同领域。
目前常见的纳米纤维素改性方法有以下几种：1.化学改性化学方法是目前最常用的改性方法之一。
通过改变纳米纤维素表面的化学结构，增强其化学活性，提高纳米纤维素与其他物质的相容性。
2.物理改性物理方法通常是改变纳米纤维素的结构或物理性质，从而达到提高其性能的目的。
如超声波处理、高温处理等。
3.生物改性生物改性是通过微生物、生物酶等生物体介入作用于纳米纤维素上，改变其原有性质，提高其生物相容性和生物可降解性等。
三、纳米纤维素的应用研究进展现阶段，纳米纤维素在许多领域得到了广泛的应用。
其中，主要有以下几个领域：1.药物传递领域纳米纤维素的生物可降解、生物相容性高等特性使其在药物传递领域得到了广泛的应用。
纳米纤维素结构具有一定的孔隙度和可溶性，可被用于药物的吸附和释放等。
2.纸张生产领域纳米纤维素在纸张生产中的应用也得到了广泛的关注。
其强度和超白度的特点使其能够代替部分化学浆制作高质量的印刷纸和包装纸。