高濕強高韌（rèn）性兼具紫外屏蔽功能的纖維素納米紙

來源：中科院

纖（xiān）維素納米紙（CNP）具有質量輕、機械強度高、光（guāng）學性能優（yōu）異、熱穩定性（xìng）好、熱延展性低、阻隔性高以及可生（shēng）物降解等一（yī）係列優點，在電子（zǐ）器（qì）件、顯示基板、太陽（yáng）能電池（chí）、包裝阻隔材料等領域有著巨大的應用（yòng）潛力。然而，CNP對水敏感，大量的水或高濕度環境會使纖維素（sù）潤脹，從而導致其失去原有的穩定性和機械（xiè）強度，這大大限製了CNP在水中以及高濕條件（jiàn）下的應用。目前，上一（yī）般采用乙酰化、矽烷化或接枝改性等方法（fǎ）來改善CNP的（de）抗水性能，這些方法在一定程度上能夠改善CNP的耐水性，但複（fù）雜的化學（xué）改性方法也會不可避免地造成CNP機械性能（néng）的損失和製備成本（běn）的提高。

青島能源所製備出高濕強、高韌性（xìng）兼具紫外屏蔽功能的纖（xiān）維素納米紙

近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所生物基材料組群（qún）木質纖維素精煉課題組，采用了易回收的有機酸水解法（fǎ）從天（tiān）然木質纖維中提（tí）取含木質素的納米纖（xiān）維（wéi）素，然後通（tōng）過機械力協同作用製得具有優異抗（kàng）水性能的CNP。整（zhěng）個製備過程無需任何複雜的化學改性，直接通過一（yī）步法有機酸水解（jiě）分級解離天然纖維原料，並得（dé）到含木質（zhì）素的納米纖維素；隨後在二甲基乙酰胺（DMAC）中，通過機械力作用實（shí）現納米纖維表麵分子的部分（fèn）溶解，溶解的（de）纖維素分子在幹燥成膜的（de）過程中發生重結（jié）晶；重結晶的纖維素分子和具有天（tiān）然疏水特性（xìng）的木質素協同作用*CNP中納米纖維素之間的缺陷，形成更為（wéi）致密的納米結構。該（gāi）方法製得的CNP具有良好的機（jī）械性能（255 MPa, 19.7 MJ m-3），不僅克服（fú）了CNP怕水的缺點（濕強可（kě）達83 MPa，為現有文獻報道的大值），而且木質素的引入還賦予了（le）CNP優（yōu）異的紫外（wài）吸收性能。該研究開發的製備過程無需複雜工藝和昂貴試劑，所用溶劑均可回收，整個（gè）過（guò）程清潔，並可實現CNP強度和紫外屏蔽（bì）性能（néng）的可控製備，產（chǎn）品具有良好的應用前景。相關成果作為Back cover文章發表在Journal of Materials Chemistry A 雜誌上（JMCA 2018，DOI: 10.1039/C8TA01986J）。

一步法（fǎ）納米（mǐ）纖維素——二甲基乙酰（xiān）胺中表（biǎo）麵分（fèn）子溶解——重（chóng）結晶（jīng）——得到致密納米結構纖維素納米紙

納米纖維素因其*的結構及*的性能一直受到學（xué）術和企業界的關（guān）注和重視，日漸成為新（xīn）材料和纖維素科（kē）學領域的研究熱點。但是，從天然木質纖維素中提取納米（mǐ）纖維（wéi）素的工藝過（guò）程一直存在著能（néng）耗高、用水量（liàng）大、化學藥品不易回收等問題。為攻（gōng）克上述（shù）難題（tí），木質纖維精煉課題組（zǔ）長期致力於開發新（xīn）型綠色的（de）納米纖維素製備方法，在上建立了基於易回收的固體酸和有機酸水解法製（zhì）備納米纖維素的方法體（tǐ）係，包括磷鎢酸水解法製備纖維素納米晶體CNC（Carbohydrate Polymers, 2014, 110: 415），甲酸水解-TEMPO氧化法製備高分（fèn）散性CNC（Carbohydrate Polymers, 2015, 113: 605），氯化鐵催化的甲（jiǎ）酸水解法製備CNC（Cellulose, 2016, 23: 2389）和纖維素納米（mǐ）纖（xiān）絲CNF（Industrial Crops and Products, 2016, 94: 736），以（yǐ）及一步（bù）法從煙稈中提取（qǔ）具有高抗水特性（xìng）的CNF（Journal of Materials Chemistry A, 2018），並先後申請一係列中國發（fā）明，目前已授權2項（ZL2013104830736；ZL201510680481.X）。課題組在納米纖維素方麵的相關係列研究為（wéi）、低成本、綠色（sè）製備納米纖（xiān）維素以及相關高（gāo）性能複（fù）合材料開發和產業化的應用提供了新（xīn）的思路，相關成果綜（zōng）述發表在《化學進展》（Progress in Chemistry, 2018, 30, 448）雜質上，並（bìng）被推薦為熱點文章。

相關係（xì）列研究獲得了國家自然科學基金（jīn）、國家十二五科技支撐計（jì）劃、山東省重點研發計劃、山東省自然科學基金等的資助。

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