1. 研究目的与意义
维素是自然界中存在的最广泛的可再生资源之一。纤维素及其衍生物产品、纤维素材料在化工、医药、建筑、油田化学和生物化学等领域得到了广泛的应用。但是其生产加工过程中的污染严重,从而影响了纤维素材料的应用潜力和市场竞争力。纤维素溶解不仅是纺丝等工艺重要的环节,也是研究其结构与性质的基础步骤。因此,寻求纤维素的新型绿色溶剂,尤其是可以进行均相反应的纤维素的非衍生化溶剂是当前纤维素研究的热点。
2. 国内外研究现状分析
纤维素是自然界主要由植物通过光合作用合成的取之不尽、用之不绝的天然高分子,主要用于纺织、造纸、精细化工等生产部门。除了传统的工业应用外，如何交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科进一步有效地利用纤维素资源,开拓纤维素在纳米精细化工、纳米医药、纳米食品、纳米复合材料和新能源中的应用，成为国内外科学家竞相开展的研究课题。在纳米尺寸范围操纵纤维素分子及其超分子聚集体，设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料，成为纤维素科学的前沿领域。与粉体纤维素以及微晶纤维素相比，纳米纤维素有许多优良性能，如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、高强度、超精细结构和高透明性等。因此，纳米纤维素的制备、结构、性能与应用的研究在目前是国内外纤维素化学研究的重点和热点。
国内纳米纤维素的研究以丁恩勇研究员为代表,在最近几年研发并实施生产。国际上是最近十几年来开始系统地研究纳米纤维素,已经在制备、表面修饰、表征、复合材料和电极等功能特性应用方面做过许多尝试性的研究,有些成果已经商品化:如Gengifle已用于齿根膜组织的恢复；在二级和三级烧伤、溃疡等治疗中Biofill已被成功地用作人造皮肤的临时替代品；BASYC可用作人造血管和神经缝合的保护盖罩；natadecoco的纤维素传统食品；用于化妆纸膜的BioCellulose和NanoMasque等等。开展纳米纤维素超分子的可控结构设计、立体和位向选择性控制与制备、分子识别与位点识别等自组装过程机理、多尺度结构效应的形成机理等基础理论性研究,在纳米尺度上操控纤维素分子、晶体及其超分子,制备性能优异的纳米纤维素晶体,是将来纳米纤维素化学的主要研发方向。
3. 研究的基本内容与计划
1. 借鉴溶解纤维素的方法，使用氯化锌与水混合溶液对纸浆进行溶解得到所需要的纳米纤维素。
2. 进行纳米纤维素与小分子物质的复合
3. 探索复合材料性质以及功能
4. 研究创新点
本文提出的使用植物纤维复合小分子化合物的方法，使用氯化锌直接处理纤维，得到的纳米纤维素直接和小分子物质复合，合成一种纳米纤维素复合材料，使植物纤维多功能化，从而提高其附加价值，将给造纸业带来巨大的经济价值。并且使用该方法得到的复合材料具有强度好，可塑性能好，并且污染少，资源循环利用，可控性强。
