1. 研究目的与意义
为了环境友好和可持续性发展，近来人们对天然衍生聚合物的绿色复合材料越来越有研究兴趣。在这项工作中，首次制备了基于角蛋白的表面功能化纤维素纳米晶体增强的生物复合薄膜。成功地将二醛基团引入到纤维素纳米晶体表面，系统地研究了它们对角蛋白生物复合材料性能的增强和交联作用。能够改善界面相互作用的官能化纳米填料不仅促进了角蛋白基质中渗滤纳米填料网络的形成，而且促进了有效的界面应力转移，从而显着改善了生物复合材料的机械性能。功能化纤维素纳米晶体的这种增强和交联方法可以丰富高性能复合材料的探究，并扩展角蛋白材料在组织工程或药物输送领域中应用的探索。
充分利用自然资源，提高纤维素的利用价值，能增强其功能性实用性。纤维素及羽毛材料制备的伤口敷料，作为替代目前广泛使用的化石基材料，可大大降低生产成本且更加绿色环保。
废弃的角蛋白资源主要有动物的毛发、蹄壳、趾甲，以及家禽类羽毛等。由于角蛋白特殊的分子结构使其难以被人类以及生物自身利用，随意抛弃不仅造成了资源的浪费，也会因变质而污染环境。目前，大部分羽毛用于制作商品（如：羽绒服、羽绒寝具、羽绒睡袋等），尚有一部分羽毛（农场、农贸市场的废弃羽毛）被废弃。羽毛制品也有被废弃的问题。天然角蛋白作为一种天然高分子材料，不仅来源丰富，价格低廉，且具有一些良好的特殊性能，可被广泛应用，具有很好的经济效益与发展前景。因此，有待进一步探索、发展。
2. 国内外研究现状分析
本课题考察在室温离子液体体系中，不同比例羽毛和溶解并改性的纳米纤维素共混成膜的最佳比例，以得到力学性能优异的复合膜。同时探究复合膜的抗菌性能及生物兼容性并进行优化。用室温离子液体体系，溶解并改性纤维素，赋予纤维素可混合性及抗菌性能，同时与离子液体溶解的羽毛以不同比例共混，制备生物兼容性良好的抗菌敷料。
发现纤维素在离子液体中的溶解可以追溯到 1934 年。graenacher首先发现了熔融的 n-乙基吡啶氯盐可以溶解纤维素，然而因 n-乙基吡啶氯盐熔点太高(约 118e)，加上当时还没有离子液体的概念，这一发现并未受到重视。直到 21世纪，随着人们对离子液体认识的不断深入，纤维素在离子液体中的溶解才受到关注。2002 年，rogers 教授的研究团队通过大量的研究，发现包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐在内的一系列离子液体均可以溶解纤维素，这为人们多年来致力于寻找一种无毒、不挥发、溶解能力强、易回收的纤维素溶剂提供了可能。由于遵循了绿色化学中开发环境友好溶剂和利用生物可再生资源为原料这两个基本原则，纤维素在离子液体中的溶解大大拓展了纤维素的工业应用前景，为纤维素资源的绿色应用提供了一个崭新的平台。鉴于在离子液体中溶解和处理纤维素以制备新材料方面的突出贡献，rogers 教授获得了 2005 年美国总统绿色化学挑战奖，这也充分显示了该领域的研究工作对社会经济发展的重要性。
石油衍生聚合物已广泛应用于许多领域，从文明的曙光到今天，伴随着社会的发展。由于石油基聚合物的多功能性，出色的物理化学性质和优异的可加工性，它的消耗已经在不断增长的趋势中被见证。然而，考虑到石油资源的有限和不可持续的性质，迫切需要开发可再生和天然衍生的替代品。此外，当达到这些石油衍生聚合物的使用寿命之后，它们通常需要数百年才能在自然环境中降解，对环境和生态系统造成了严重影响。为了解决这一问题，人们已经多次尝试减少对石油基聚合物的依赖和消耗。使用可再生，环保，可生物降解和生物相容的聚合物（如纤维素，几丁质，淀粉，果胶，海藻酸盐，黄原胶，大豆蛋白和瓜尔胶）代替石油衍生聚合物，对于更好的环境保护和可持续发展具有重要意义。特别是对从废弃资源或工业副产品中开发生物聚合物的研究兴趣日益浓厚。角蛋白是一种很有前途的天然蛋白质，它可以从诸如鸡毛、家禽副产品或纺织工业中不可纺的劣质原毛等废弃物中提取，是一种储量丰富、有待开发的隐藏的生物聚合物。
3. 研究的基本内容与计划
1.用室温离子液体体系，溶解并改性纤维素，赋予纤维素可混合性及抗菌性能，同时与离子液体溶解的羽毛以不同比例共混，制备生物兼容性良好的伤口敷料。
2.在室温离子液体体系中，不同比例羽毛和溶解并改性的纳米纤维素共混成膜的最佳比例，以得到力学性能优异的复合膜。
3.对原料及复合材料进行分析与检测。
4. 研究创新点
1.在室温离子液体体系中，制备丁香酸接枝纤维素酯。
2.以离子液体为溶剂溶解纤维素，离子液体具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可以回收利用。
3.利用羽毛角质蛋白与纤维素共混，制得具有良好抗菌性能的纤维素复合膜。
