一文掌握新型納米材料納米纖維素材料（含纖維素納米網/纖維素納米晶/纖維素納米纖維）

納米纖維素（nanocellulose）是一種新型納米材料，來源于天然纖維素材料，包括樹木、棉花、秸稈、草類等等，經過化學和機械處理后制備形成。制備出直徑為4-5納米，長度高達500-1000納米的纖維素纖維，自此納米纖維素的制備及應用得到了長足發展，并逐漸走向產業化應用。

納米纖維素的誕生納米纖維素根據其長度與直徑可以粗略分為：纖維素納米網（cellulose nanowebs）、纖維素納米晶（cellulose nanocrystals或者cellulose nanowhiskers）和纖維素納米纖維（cellulose nanofibers）。

早在幾十年以前，納米纖維素就被認知和分離出來了，那時候它的名字叫纖維素微纖（cellulose microfibrils），通常是由經過化學預處理的纖維素原料，通過冷凍和機械研磨方法來直接制備的，所得纖維素纖維直徑較粗（約10-100納米）但纖維很長，呈網絡結構。

后來，人們采用硫酸水解的方法制備出纖維素納米晶，并經過溫和的超聲處理得到直徑為3-5納米，但長徑比僅為20左右的納米纖維。這種納米纖維，由于表面具有負電官能團，易于分散于水中。

提出了纖維素納米纖維的概念，并采用溫和的水性氧化體系TEMPO/NaBr/NaClO及溫和的機械處理來制備直徑為4-5納米，長度高達500-1000納米的纖維素纖維。自此納米纖維素的制備及應用得到了長足發展，并逐漸走向產業化應用。納米纖維素的**性質納米纖維素的**性質主要表現在以下幾個方面：

（1）納米纖維素來源于天然纖維素，保留了天然纖維素的結晶結構，因此，納米纖維素具有天然纖維素優良的機械強度、耐溶劑性、熱穩定性等性質。

（2）納米纖維是纖維素材料經過氧化或者水解等化學處理后得到的新材料，其表面除了纖維素本身具有的羥基外，還附有通過氧化過程產生的羧基、醛基、磺酸基等親水官能團，這些官能團的存在預示了其廣闊的應用領域。

(3)納米纖維素可以穩定分散于水溶液或其它極性有機溶劑中（纖維素納米網除外），因而易于加工應用，且與其它材料具有良好的復合性能。

(4)納米纖維素來源于地球上**的可再生生物質材料——纖維素，且制備分離方法相對環保綠色（以水為介質），因此，相對其它納米材料不僅具有廉價優勢，且可降解回收。

納米纖維素的應用

納米纖維素**的性質使其越來越受到研究者的關注和青睞。納米纖維素的應用主要集中在生物醫學和組織工程、納米復合與增強材料、氣體傳感與分離、空氣過濾與水凈化等各個領域。其中，組織工程領域主要應用其良好的生物相容性和生物可降解性；納米復合材料主要應用其優秀的機械性能和強度，以及良好的溶劑分散性等；氣體傳感與分離主要應用其表面的多官能團及可化學修飾性能；而空氣與水凈化領域則結合了納米纖維素的各種**性能，并與其它納米材料如靜電紡納米纖維相復合，催生出一類新型的納米復合分離材料。主要針對應用于納米纖維素在飲用水純化、污水凈化、海水淡化、貴金屬回收、空氣凈化等領域。

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