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2013 年 第 58 卷 第 24 期：2385 ~ 2392 《中国科学》杂志社 进 展 SCIENCE CHINA PRESS 纳米纤维素晶体及复合材料的研究进展 王铈汶①②, 陈雯雯②, 孙佳姝②, 黎国康③, 李孝红①*, 蒋兴宇②* ① 西南交通大学材料科学与工程学院, 先进材料技术教育部重点实验室, 成都 610031; ② 国家纳米科学中心, 中国科学院纳米生物安全性与生物效应重点实验室, 北京 100190; ③ 中国科学院广州化学研究所, 广州 510650 * 联系人, E-mail: xhli@; xingyujiang@ 2013-01-14 收稿, 2013-05-06 接受, 2013-07-08 网络版发表 国家自然科学基金和北京市自然科学基金(2122058)资助 摘要 综述了纳米纤维素晶体(NCC)与高分子复合材料近些年发展的制备方法与潜在应用, 关键词 重点介绍了 NCC 与非极性高分子材料复合物在制备过程中相容性问题的解决办法及复合材 纳米纤维素晶体 料的成型方法, 并指出无需任何表面修饰和溶剂分散、直接使用工业化的加工方法制备 NCC/ 复合材料 高分子复合物, 才能真正为 NCC 复合材料打开通往生活应用的大门. 表面修饰 相容性 生物质类材料是可再生、可生物降解且储量丰富 理是在酸、酶、氧化剂等的作用下, 非晶体区域优先 的绿色材料. 随着能源问题的日益严峻, 生物质类材 于晶体区域发生反应, 生成小分子而被去除, 留下纳 料越来越受到工业和科研人员的关注. 天然纤维素 米尺度的纤维素晶体. 是生物质的一个大类. 在我国, 最早的天然纤维素类 从 20 世纪 80 年代到现在, NCC 的制备已经发展 材料(木材和麻)的加工历史可以追溯到旧石器时代 出了酸解、酶解和氧化三大类方法, 其中硫酸水解是 以前. 然而, 这种宏观的纤维素类材料早已不能满足 最主流的制备方法. 值得注意的是, 不同的制备方法 现代人类社会对材料性能的要求. 从 20 世纪 80 年代 得到 NCC 的表面性质不尽相同, 且对 NCC 的表面修 开始, 人们已经开始研究并掌握木材等天然纤维素 饰和后续应用影响较大. 如图 2 所示, 用浓硫酸水解 在纳米尺度的增强单元——纤维素纳米晶体(NCC)的 法制备 NCC, 会在 NCC 表面留下磺酸酯基团[2], 而 提取方法. 作为天然纤维素最基本的增强单元, NCC