1. 研究目的与意义
目的是通过样品的制备及性能测试，开发一种纳米级的高强度线性复合材料。
通过对毛竹提取纤维素为制备纳米纤维素的材料。
本课题原料来源丰富，成本低廉，可生物降解，制备简单，符合国家可持续发展的政策，能够产生巨大的社会效益。
2. 国内外研究现状分析
陈文帅等人利用竹材，麦秆和针叶材作为纳米纤维素的制备原材料。首先对于所收集的木粉进行苯醇抽提，苯醇配比为2：1（v/v），之后使用酸处理数小时移除木粉中的木质素，此过程需要重复多次后获得综纤维素。综纤维素使用一定浓度的氢氧化钾在一定温度下进行碱处理，此步骤的目的是为了移除半纤维素，以及多余的淀粉和胶质。为了获得高纯度的纤维素，还必须对纤维素进行一定的酸处理和碱处理。最后获得的纤维素还要经过一定浓度的盐酸处理数个小时。酸碱处理的过程中，每次都要使用蒸馏水洗涤，并且纤维素必须始终保证在水润状态，以保证纤维素不会发生团聚。在化学处理过后，纯化纤维素以一定含量进行物理超声，得到纤维素悬浮液。之后经过离心分离，高长径比的纳米纤维素纤丝就在清液中获得。李伟等人研究了NCC的制备方法，对化学和机械法制备NCC纤维素做了重点介绍，同时，对NCC的表面改性进行了综述。并对NCC在制备纳米复合材料领域的应用进行了总结，对其在增强复合材料中的应用做了较详细的介绍。YokoOkahisa等人还进行了竹材制备纳米纤维素的研究。他们认为之前纸浆制造纳米纤丝的过程需要大量的化学处理，特别是去除木质素需要周期性的亚氯酸钠溶液处理。他们通过有无木质素的植物比较来观察脱木质素对纳米纤维素制备的影响。他们得出亚氯酸钠处理可能已退化纤维素纳米纤维，从成熟的竹子中提取的纤维素和不成熟的竹子相比没有优势的结论。此外，不成熟的竹纤维制成的纳米复合材料的透光率较高，即使在低波长的情况下。E.H.Qua等人使用球磨，酸水解和超声相结合的方法用来从亚麻纤维和微晶纤维素获得高产的纳米纤维素。从微晶纤维素获得的纳米纤维平均大约直径在8纳米，长度111纳米。从亚麻纤维获得的纤维素纳米纤维直径大约9纳米，长度141纳米。少量的纤维素纳米纤维加入到聚合物基体实现了热性能和机械性能的显著提高。亚麻纤维在基体中有和微晶纤维素纳米纤丝相同的增强效果。KentaroAbe等人在细胞壁中提取出纤维素微纤束，宽度在12~16纳米。然而，在典型的纸浆生产的干燥过程，纤束之间会产生强烈的氢键作用，在去除基质以后，这让获得细而均匀的纤维素纳米纤维变得困难。美国哥伦比亚大学的两名华裔科学家李成古和魏小丁一起研究得出石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，而李成古研究石墨烯强度的主要工具之一竟是普通的同名胶带。科学家将胶带粘在一块石墨上，然后再撕下来，接着科学家又将胶带粘到了一块面积只有1平方英寸的硅片上，然后再将胶带从硅片上撕下来，这时数千小片石墨都粘到了硅片上。石墨烯比钻石还强硬。2014年3月20日，中国科学院山西煤炭化学研究所陈成猛课题组与清华大学和中科院金属研究所相关团队合作，成功研制出高导热石墨烯/炭纤维柔性复合薄膜，其厚度在10~200μm之间可控，室温面向热导率高达977W/mK，拉伸强度超过15MPa。2014年11月26日，中国科学技术大学吴恒安教授、王奉超特任副研究员与安德烈-海姆教授课题组及荷兰内梅亨大学研究人员合作，在石墨烯等类膜材料输运特性研究方面首次发现，石墨烯可以作为良好的质子传导膜，国际顶尖学术期刊《自然》在线发表了这一研究成果。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容是通过对纳米纤维素、石墨烯配比制备复合纤维，通过哈弗注射泵注射成型，并测试样品强度，硬度等性能，研究不同配比对样品的影响。
1）12月选题，查阅文献，收集资料，明确研究方向；
2）12月拟定实验方案；
4. 研究创新点
本课题的特色在于研究原料来源丰富，成本低廉，可生物降解，制备简单，符合国家可持续发展的政策，能够产生巨大的社会效益。
，是一项既环保又有前景的研究。
