張清桐 王雙飛 李明富

摘 要：納米材料主要來源于化石原料，但由于化石原料的不可再生性，嚴重制約著納米材料的進一步發(fā)展。生物質(zhì)作為制備納米材料的原料，具有來源豐富、綠色可再生的特點，其中木素是僅次于纖維素的自然界第二大可再生高分子聚合物，具有良好的生物親和性。由木素制備的納米粒子可替代部分有害的納米材料廣泛地應(yīng)用在食品、生物醫(yī)藥、環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域，因此木素納米粒子越來越受到人們的關(guān)注。本文對近年來木素納米粒子的制備工藝及其在紫外防護、抗菌、藥物運輸?shù)确矫娴难芯窟M展進行了綜述，旨在為木素高值化利用提供一定參考。

關(guān)鍵詞：木素；納米粒子；研究進展

中圖分類號：TS79

文獻標識碼：A

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2018.09.008

Abstract：Nanomaterials are mainly derived from inorganic or fossil materials. However， the non-renewability of inorganic or fossil materials seriously restrict the further development of nanomaterials. Biomass can be used as a source of nanomaterials. They are rich in content and green and renewable. Among them， lignin is the second largest renewable macromolecular material in nature， second only to cellulose， which has good biological compatibility. Therefore， nanoparticles prepared by lignin can be widely used in place of toxic nanomaterialsin the fields of human health， bio-medicine， and environmental remediation， and lignin nanoparticles have attracted more and more attention. This article reviews the methods used to prepare lignin nanoparticle and its application in UV protection， antibacterial， and drug transport， and aims to provide reference for people to study the high value applicationof lignin.

Key words：lignin； nanoparticle； research progress

由于特殊的尺寸分布結(jié)構(gòu)使得納米材料具有特定的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等性質(zhì)，在磁、光、電等方面呈現(xiàn)出普通材料所不具備的特性。近年來，雖然納米材料在生態(tài)修復(fù)[1]，生物醫(yī)藥[2]，食品安全[3]等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，然而納米材料在實際應(yīng)用中仍然存在一些問題，如銀納米粒子使用后，就面臨著難以回收，難以失活等問題[4]。這些暴露在環(huán)境中的銀納米粒子不僅威脅到土壤中微生物群落的安全[5]，甚至會對生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害[6]。此外，一方面這些從化石原料或無機原料制備的納米粒子對生物和環(huán)境存在隱患[7]，限制了其在生物醫(yī)藥、食品等方面的應(yīng)用；另一方面化石原料短缺、全球環(huán)境污染問題日趨嚴重。因此，可再生的生物質(zhì)原料越來越受到人們的青睞。與化石原料相比，用生物質(zhì)原料制備的納米粒子，具有優(yōu)異的生物可降解性與生物適應(yīng)性，豐富的原料來源，以及低廉的價格等優(yōu)勢。

木素是自然界中存在的僅次于纖維素的第二大可再生生物質(zhì)原料，同時也是自然界中含量豐富的天然可再生芳香族聚合物[8]。天然木素主要存在于植物細胞的次生壁中，其含量大約占到植物體質(zhì)量的10%～30%，針葉木中木素的含量約為30%，闊葉木中為20%～25%，禾本科植物中木素含量最少，僅為10%～15%[9]。木素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜三維網(wǎng)狀大分子，是由三種結(jié)構(gòu)單元芥子醇（sinapyl alcohol）、松柏醇（coniferyl alcohol）和香豆醇（p-coumarylalcohols），通過碳碳鍵和醚鍵連接而成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，其中醚鍵是木素結(jié)構(gòu)單元之間最主要的連接方式，包括β-O-4，4-O-5，α-O-4，α-O-γ等，碳碳鍵連接方式有β-β，β-1，β-5，5-5，β-6，α-6等三種結(jié)構(gòu)單元如圖1所示[10]，主要連接方式如圖2所示[11-13]。幾種典型的木素連接鍵豐度在楊木等原料中所占的比例如表1所示。表1表明，木素結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元之間最主要的連接鍵是β-O-4，而且在不同原料中木素結(jié)構(gòu)單元間的連接鍵的數(shù)目不同。目前，工業(yè)上木素主要來源于制漿廠，每年產(chǎn)量約為5000萬t，僅有2%左右的木素實現(xiàn)了低價值的商業(yè)化利用，如生產(chǎn)膠黏劑[14]、減水劑[15]、分散劑和表面活性劑等[16-18]，絕大部分在黑液堿回收過程為獲取熱能燃燒掉了[19]。木素分子結(jié)構(gòu)中含有大量的官能團，如苯環(huán)、羥基、甲氧基等，這使得木素具有通過化學(xué)改性來制備高價值化學(xué)材料的潛能，包括利用木素制備聚氨酯[20]、碳纖維[21]、水凝膠[22]等。

天然高分子納米結(jié)構(gòu)由于其獨特的性能和應(yīng)用優(yōu)勢越來越受到人們的關(guān)注[24]。木素具有抗氧化性、抗菌性、紫外吸收、生物可降解性、生物適應(yīng)性等特性。最近有科研人員利用木素制備出一系列木素納米粒子，替代普通的納米粒子[25]，用作藥物緩釋控載體[26]、抗氧化及紫外防護材料[27]、吸附材料[28-29]等。這不僅符合“綠色化學(xué)”發(fā)展趨勢，從源頭上解決傳統(tǒng)納米材料生物有害性的安全隱患[30]，還能拓寬木素高值化的應(yīng)用方向。

本文綜述了近年來木素納米粒子的制備及應(yīng)用研究，為木素的深加工及納米材料的制備提供一定的參考。

1 木素納米粒子的制備

1.1 化學(xué)法制備木素納米粒子

聚合物納米顆粒的出現(xiàn)促進了聚合物工業(yè)的發(fā)展[31]，木素納米粒子的制備及其發(fā)展也將會對木素高值化利用產(chǎn)生舉足輕重的作用。木素很難溶于水，在制備木素納米粒子的過程，通常要將木素溶解在有機溶劑中，形成木素溶液，然后再通過有機溶劑自組裝法、反溶劑法、界面聚合/交聯(lián)法、超聲噴霧法等方法制備出理想的木素納米粒子?；瘜W(xué)法制備木素納米顆粒具有操作簡單，效率高，易于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用等優(yōu)點，因而成為制備木素納米粒子常用的手段。

1.1.2 有機溶劑自組裝法制備木素納米粒子

由于木素不易溶于水中，所以通常在木素納米粒子的制備中首先要將木素溶解于有機溶劑。四氫呋喃（THF）是雜環(huán)有機化合物，是一種優(yōu)良的有機溶劑，能夠溶解木素。因此在木素納米粒子的制備過程中， THF是溶解木素常用的有機溶劑之一。

有研究表明，乙?；男钥梢蕴岣吣舅卦谟袡C溶劑中的溶解性[32]。Qian等人[33]將乙酰化改性的堿木素作為兩親聚合物，通過自組裝法制備出粒徑在80 nm左右的乙酰化木素膠體球。在將水溶液不斷滴加到乙?；舅?THF溶液的過程中，溶液中乙?；舅氐挠H水基團和疏水骨架逐漸分離，從而破壞了溶液體系中乙?；舅氐挠H水-疏水平衡。當水的滴加量達到44%（體積比）時，膠體球開始形成，當水的含量達到67%（體積比）時，膠體球不再增長。有研究表明，將未改性的木素溶解在THF中，通過透析的方法，將水逐步引入木素-THF溶液體系中，制成木素膠體溶液[34]。Lievonen等人[35]將木素-THF溶液在水中透析24 h后，木素在較寬范圍pH值和較高濃度鹽水溶液中，自組裝形成了能夠長時間穩(wěn)定存在的球形木素納米粒子，其平均粒徑在200～500 nm。這主要是由于木素納米粒子具有較高的表面雙電層斥力（Zata電位為-60 mV），不僅能夠穩(wěn)定地分散在水中，60天之內(nèi)未發(fā)生明顯的聚沉現(xiàn)象；也能穩(wěn)定地分散在pH值為4～12的水溶液或NaCl溶液中，7天之內(nèi)粒徑未發(fā)生明顯變化。

疏水化改性或溶解在有機溶劑如四氫呋喃中，是木素自組裝法制備納米粒子常用的方法[33-35]。但有研究表明，疏水化改性會破壞木素上重要的官能團（酚羥基），另外，四氫呋喃具有很強的致癌性，能夠破壞DNA的結(jié)構(gòu)，具有一定的生物毒性[36]。相對來說，丙酮是一個較好的有機溶劑，其在不破壞木素結(jié)構(gòu)的同時，還對木素具有良好的溶解性，常用作制備木素納米粒子的有機溶劑。

Yearla等人[27]將針葉木二氧六環(huán)木素和闊葉木堿木素（10 mg/mL）溶于丙酮-水（9∶1，體積比）混合劑中，用0.2 μm濾膜除去不溶物后，將濾液用微量注射器快速（<1 min）滴加到以300 r/min恒速攪拌的去離子水（濾液∶水=1∶2，體積比）中，然后在20℃下持續(xù)攪拌10 min，將懸浮液在1500 r/min條件下離心10 min除去聚沉物質(zhì)，可制得具有良好抗菌性和紫外防護能力的球形木素納米粒子，粒徑在80～104 nm內(nèi)。Qian等人[37]將從玉米芯中酶解得到的木素和用有機溶劑從松木中提取的木素溶于丙酮-水（8∶1，體積比）混合劑中，配成不同濃度的木素溶液，在室溫下將400 mL去離子水滴加到100 mL攪拌狀態(tài)下的木素溶液中，得到木素納米懸浮液，在10000 r/min條件下離心后，冷凍干燥得到球形木素納米粒子。此外，向溶液中添加NaCl可以破壞納米粒子表面雙電層斥力，使木素納米粒子從納米級生長到微米級。木素納米粒子的大小與木素溶液初始濃度有關(guān)，當木素在有機溶劑中的初始濃度分別為0.1 mg/mL和10 mg/mL時，所制得的木素膠體球平

均直徑分別為50 nm和200 nm。當用0.1 mol/L的NaCl溶液替代去離子水后滴入10 mg/mL的木素溶液中，制得的木素膠體球平均直徑可增長到1000 nm以上。

除了THF和丙酮外，二甲基亞砜能夠溶解各種類型的木素，且具有易循環(huán)回收利用的優(yōu)勢[38]，如常用作制備木素納米粒子的有機溶劑。Tian等人[39]分別將酶解得到的玉米秸稈木素、楊木木素、黑松木素溶解到二甲基亞砜中，通過透析的方法得平均粒徑分別為218 nm、131 nm和104 nm的木素納米懸浮液，其中楊木木素納米粒子的得率最高為90.9%，其次是玉米秸稈木素納米粒子得率為81.8%，黑松木素納米粒子的得率最低為41.0%。這三種木素納米粒子在pH值為4～12的水溶液中均具有較高的表面負電荷（Zata電位為-20～-50 mV）。木素納米粒子本身具有的表面負電荷不僅可以阻止木素納米粒子在水溶液中發(fā)生聚沉，而且還有利于陽離子聚合物旋涂在木素納米粒子表面，使木素納米粒子表面具有正電荷。氨基酸或蛋白質(zhì)等帶有表面負電荷的物質(zhì)可以吸附到帶有正電荷的木素納米粒子上，從而提高木素的應(yīng)用價值[40]。

1.1.2 反溶劑法制備木素納米粒子

有機溶劑自組裝法制備木素納米粒子會存在一些不足，如納米粒子的獲得需要額外的分離步驟，殘余有機溶劑的處理，有機溶劑的用量等都會影響到納米粒子的形貌和尺寸等。反溶劑法制備木素納米粒子能夠有效地避免或減輕這些問題。Myint等人[41]將木素溶解在N，N-二甲基酰胺中，用壓縮液態(tài)CO2作反溶劑，一鍋法合成了木素納米粒子。該木素納米粒子為有孔的類球形固體顆粒，平均粒徑為38 nm，且具有巨大的比表面積（接近92 m2/g）。研究表明，當納米材料的尺寸達到1～100 nm時會顯現(xiàn)出“尺寸效應(yīng)”，具有獨特的性質(zhì)[42]。因此，與未形成納米顆粒的木素相比，該木素納米粒子表現(xiàn)出更強的紫外吸收能力，良好的分散性能，同時通過細胞毒性分析實驗發(fā)現(xiàn)該木素納米粒子無細胞毒性，且能夠被目標細菌（綠濃桿菌）有效降解，說明木素納米粒子具有良好的生物相容性和生物可降解性。類似地，Richter等人[43]將堿木素和有機溶劑木素（高純度木素）分別溶解在乙二醇和丙酮中，以0.025 mol/L的HNO3作為堿木素的誘導(dǎo)劑，水作為有機溶劑制得粒徑范圍在45～250 nm的木素納米粒子。同時他們還將帶有高密度正電荷的陽離子聚合物（聚二烯丙基二甲基氯化銨）分別包裹在木素納米粒子上，制得表面帶正電荷的木素納米粒子。

1.1.3 界面聚合/交聯(lián)法制備木素納米粒子

Yiamsawas等人[44]利用甲苯異氰酸酯與木素中的羥基在逆微乳液中反應(yīng)通過界面選擇性聚合制備出具有親水性核的中空木素納米粒子，具體流程如圖3所示。由圖3可知，這種中空的木素納米粒子用作納米容器，能夠高效地封裝親水性的藥物，干燥的膠囊壁厚在10～20 nm，粒徑在150～200 nm范圍內(nèi)，并且能在有機相或水相溶液中穩(wěn)定分散數(shù)周，用作肥料和殺蟲劑等。

1.1.4 超聲噴霧法制備木素納米粒子

Mishra等人[45]首次利用超聲噴霧冷凍法，使用超聲噴霧器噴射溶解在二甲基亞砜有機溶劑中的二氧六環(huán)木素溶液，通過控制二氧六環(huán)木素的分散時間和溶劑冷凍的時間，分別制備出空心和實心的木素納米粒子。這種在制備過程中未經(jīng)過任何化學(xué)改性的納米粒子尺寸與噴射的木素溶液濃度有關(guān)，且能夠在pH值為10.5的堿性溶液中形成穩(wěn)定的懸浮液。

1.2 機械法制備木素納米粒子

機械法制備木素納米粒子能夠避免使用腐蝕性化學(xué)品或有機溶劑，減少對環(huán)境造成的危害，木素納米粒子在制備過程中，機械法要比化學(xué)法消耗的能量更少[31]。Nair等人[46]在不添加任何化學(xué)藥劑的情況下通過高壓均質(zhì)法制備木素納米粒子。將硫酸鹽木素高壓均質(zhì)4 h之后，硫酸鹽木素完全均質(zhì)成粒徑小于100 nm的粒子。通過13C-NMR和1H-NMR分析表明，均質(zhì)前和均質(zhì)后木素的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯的變化，木素粒子的相對分子質(zhì)量和多分散性也未出現(xiàn)任何變化。Gilca等人[47]利用超聲破碎法，首先將木素大分子分解成木素小分子，再通過調(diào)整超聲輻射的時間和頻率控制木素小分子的解聚和縮聚行為，從而制備木素納米粒子。通過傅立葉紅外光譜儀（FT-IR）、凝膠色譜儀（GPC）、核磁共振磷譜儀（31P-NMR）和二維異核單量子相子譜儀（2DHSQC）分析表明分解前后木素納米粒子的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯的變化。

2 木素納米粒子的應(yīng)用

2.1 紫外線防護

人類的皮膚長期暴露在紫外線中會發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，產(chǎn)生大量的活性物質(zhì)（ROS），這些活性物質(zhì)能夠與DNA、蛋白質(zhì)、脂肪酸和糖類發(fā)生反應(yīng)造成氧化損傷，使細胞代謝紊亂，最終導(dǎo)致皮膚癌變[48]。傳統(tǒng)上人們會采用物理防曬的方法來阻止紫外線照射，但是物理防曬有時會給人們帶來不便，于是人們更傾向于選擇化學(xué)品防曬霜。大多數(shù)化學(xué)品防曬霜都是利用一些小分子物質(zhì)合成的，比如說水楊酸辛酯（用于防紫外線B）和阿伏苯宗（用于防紫外線A），然而這些小分子物質(zhì)在紫外光照射下穩(wěn)定性差，能夠被光降解為自由基[49-51]。這些自由基的存在不僅會加速皮膚老化，其偶聯(lián)產(chǎn)物也會造成細胞損傷，從而導(dǎo)致機體功能障礙[52-54]。有研究表明，木素中的天然多酚提取物不僅能夠有效地過濾紫外線，而且能修復(fù)受損的DNA[55]，從而使得木素能夠吸收很大范圍內(nèi)的紫外光，減少紫外輻射，具有優(yōu)異的抗氧化能力[56-57]。

Mishra等人[45]將木素納米粒子懸浮液均勻地覆蓋在附有無紫外光吸收能力的陽離子聚合物（聚二烯丙基二甲基氯化銨）的石英載玻片上。研究結(jié)果顯示，木素的紫外吸收能力隨著木素納米粒子在載玻片上層數(shù)的增加而增加，表明木素具有良好的紫外吸收能力，可用于化妝品防曬霜的研發(fā)中。Tian等人[58]用透析法分別制備出平均粒徑為195 nm和197 nm的低共熔溶劑木素納米粒子（DLNPs）和乙醇有機溶劑木素納米粒子（OLNPs）。再分別將DLNPs和OLNPs與聚乙烯醇（PVA）混合制成DLNPs-PVA薄膜和OLNPs-PVA薄膜，這兩種薄膜都表現(xiàn)出良好的紫外防護能力，至少能夠屏蔽掉70%和80%波長在200～400 nm范圍內(nèi)的紫外光?？寡趸阅軠y試表明，只用PVA制成的薄膜的抗氧化性幾乎為零，但當向PVA中添加質(zhì)量分數(shù)為4%的木素納米粒子之后，用1，1-二苯基-2-三三硝基苯肼（DPPH）測試表明，DLNPs-PVA和OLNPs-PVA薄膜總抗氧化能力指數(shù)分別為129和157μmolTrolox/g[58]。

Qian等人[37]分別用從玉米芯中提取的酶解木素和松木有機溶劑木素制備納米粒子，將這些形狀均勻的球形納米粒子與純護膚霜混合之后，制成的防曬霜具有很高的防曬系數(shù)（SPF）。球形木素納米粒子與護膚霜混合后制成的防曬霜的防曬效果要明顯優(yōu)于木素與護膚霜混合后制成的防曬霜。含有10%的酶解木素納米粒子的防曬霜的SPF值要比含有10%的酶解木素防曬霜高67.7%。木素的酚羥基對紫外線的吸收起著重要的作用。用乙酰化后的木素制成的防曬霜，其SPF值會急劇下降，但用乙酰化木素制成的球形納米粒子制備成的防曬霜具有一定的紫外吸收能力。而松木木素含有較多的酚羥基，將其制成尺寸在50 nm左右的木素球形粒子，添加10%到護膚霜中制成的防曬霜，其SPF值可達15.03。在質(zhì)量分數(shù)為10%、粒徑為210 nm左右的松木木素納米粒子防曬霜中同時加入防紫外線A和防紫外線B的化學(xué)防曬霜，其SPF值可提高4倍多。

Yearla等人[27]發(fā)現(xiàn)二氧六環(huán)木素納米粒子（DLNP）和堿木素納米粒子（ALNP）的抗氧化能力要高于二氧六環(huán)木素和堿木素。在紫外防護活性實驗中，大腸桿菌在紫外燈下照射5 min后全部死亡，當加入25 μg的二氧六環(huán)木素（DL）或堿木素（AL）后，在相同的紫外光照射時間下，大腸桿菌的存活率為10%，當DL或AL的含量增加到150 μg時，大腸桿菌的存活率增加到67%；同樣地，在加入25 μg的DLNP或ALNP時，大腸桿菌的存活率也是10%，但是當DLNP或ALNP的劑量增加到150 μg時，大腸桿菌的存活率增加到97%。

2.2 生物可降解抗菌材料

銀納米粒子具有廣泛的抗菌和抗病毒活性，能夠有效地滅殺原核微生物，如大腸桿菌[59]、單核細胞增生李斯特氏菌[60]和銅綠假單胞菌[61]等，因此被廣泛地用作殺菌材料。但是銀納米粒子在使用后面臨著難以回收的問題[62]，廢棄的銀納米粒子長期直接暴露環(huán)境中，可能會給環(huán)境和人們的健康造成傷害[63]。木素納米粒子具有良好的生物相容性、無細胞毒性、可降解等特性，可用做生物可降解材料的制備。

Richter等人[4]首先合成粒徑在（84±5）nm的多孔木素納米粒子（LNP），然后在pH值為5的水溶液中將Ag+嵌入到制備好的木素納米粒子里，由于木素納米粒子表面帶有負電荷，不利于與細菌結(jié)合，因此最后需要在含有Ag+的木素納米粒子表面吸附上一層陽離子電解質(zhì)-聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDAC），最終制成平均粒徑小于70 nm的可降解環(huán)境友好型的LNP-Ag+-PDAC抗菌納米粒子?？咕詫嶒灡砻髟摷{米粒子具有廣泛的殺菌作用，能夠殺死常見的革蘭氏陽性和革蘭氏陰性致病菌以及季胺耐藥菌，且銀的使用量至少要比傳統(tǒng)方法中銀納米粒子或硝酸銀溶液使用量少10倍。此外，LNP-Ag+-PDAC抗菌納米粒子在殺菌的過程中，Ag+會逐漸地釋放完畢，不會對環(huán)境造成危害。

2.3 藥物運輸載體

木素上存在苯環(huán)、羥基、羧基、甲氧基等大量的官能團，這些官能團的存在使木素具備與多種物質(zhì)進行化學(xué)改性的能力，從而極大地拓展了木素的應(yīng)用領(lǐng)域。良好的生物相容性，使得制備的木素納米粒子成為藥物運輸最佳的載體。

阿維菌素（AVM）是一種高效的生物殺蟲劑，被廣泛應(yīng)用于滅殺家禽、家畜體內(nèi)外寄生蟲和農(nóng)作物害蟲。但是AVM是一種光敏型抗生素類殺蟲劑，很容易被光降解，從而失去活性[64]。Deng等人[65]通過自組裝法合成空心的木素偶氮膠體粒子，用作包封AVM的載體。該膠體粒子對AVM的包封率高達61.49%（質(zhì)量分數(shù)）。木素偶氮膠體粒子對AVM具有優(yōu)異的紫外屏蔽性能和緩釋控性能：在紫外光照射72 h后AVM的光降解率不到41%。隨后Li等人[66]的研究也表明木素偶氮膠體粒子作為AVM的載體，能夠?qū)VM起到紫外屏蔽和緩釋作用。負載在木素微納米膠體球上的AVM比直接暴露在紫外光下的AVM的半衰期要延長7.35倍，這對于提高光敏性藥物的藥效具有十分重要的意義。

Dai等人[67]將堿木素（AL）和抗癌藥物白藜蘆醇（RSV）溶解在甲醇中制成AL-RSV有機溶液，再將磁性納米顆粒Fe3O4分散在水溶液中后逐步滴加到AL-RSV有機溶劑溶液中，最后通過木素的自組裝形成負載RSV的磁性木素納米粒子（AL-RSV-Fe3O4 NPs）。在腫瘤生長實驗中，游離的RSV對肺癌荷瘤小鼠腫瘤的抑制表現(xiàn)出一定的療效，但是幾天后小鼠的腫瘤生長失控。與簡單地使用RSV相比，AL-RSV-Fe3O4 NPs能夠提高RSV的穩(wěn)定性、聚集性和抗癌效能，很好地抑制肺癌荷瘤小鼠腫瘤的生長，使小鼠在40天的實驗中存活率明顯升高。具有更好的療效。原因如下：①AL-RSV-Fe3O4 NPs具有良好的持續(xù)釋放RSV的能力；②AL-RSV-Fe3O4 NPs粒徑為150 nm左右，能使更多的RSV通過EPR效應(yīng)高效的聚集在腫瘤上[68-69]；③在外加磁場作用下，具有良好磁性的AL-RSV-Fe3O4 NPs能夠精確地將RSV運輸?shù)侥[瘤部位；④堿木素納米粒子具有優(yōu)良的生物相容性、抗氧化和抗紫外線性能，很好地解決了RSV本身存在的溶解性差、光敏性這些問題。此外，堿木素納米粒子具有很高的藥物負載能力，能夠負載超過20%的藥物，因此可以作為一種運輸不溶性藥物的綠色載體。Bartzoka等人[26]利用水油乳化原理和木素酚羥基能與鐵離子螯合的特性，在超聲處理條件下分別制備出了木素納米膠囊（LNCs）和Fe（Ⅲ）絡(luò)合木素納米膠囊（Fe-LNCs）。這兩種納米膠囊都具有藥物緩釋控的能力，與LNCs相比，F(xiàn)e-LNCs的殼厚度更薄，具有更高的藥物負載效率。在緩釋控實驗中，LNCs上負載的熒光物質(zhì)在最初的10 min里釋放出70%，而Fe-LNCs上負載的熒光物質(zhì)只釋放出19%，同時這兩種納米膠囊中負載的熒光物質(zhì)在2 h后都完全釋放出來，表明Fe-LNCs薄殼的強度要高于LNCs。

2.4 納米填料

木素納米粒子已經(jīng)應(yīng)用在很多領(lǐng)域。與木素相比，納米級的木素粒子具有更高的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度、融化溫度及結(jié)晶溫度，熱穩(wěn)定性更優(yōu)良，因此可以高效地用作納米復(fù)合材料的天然填料[70]。

在橡膠材料中，與炭黑相比，木素具有密度低、不導(dǎo)電、顏色淺的優(yōu)點，因而可以替代炭黑制作淺顏色的橡膠制品。如果直接將木素粉末與橡膠混合，在混合的過程中由于木素分子間氫鍵的相互作用，會使木素黏結(jié)在一起，很難在橡膠中分散開[71]，最終難以改善橡膠的強度。Jiang等人[72]將pH值為12的硫酸鹽木素溶液緩慢滴加到快速攪拌的聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液中，通過自組裝法形成平均粒徑小于100 nm的木素-聚二烯丙基二甲基氯化銨復(fù)合體，然后將制成的膠體顆粒與橡膠復(fù)合制備納米復(fù)合材料。發(fā)現(xiàn)該木素納米粒子能夠均勻地分散在橡膠中，有利于加快橡膠的硬化和增強橡膠-木素納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和機械性能。Wang等人[73]將制備好的木素納米粒子加填到面筋中制備出納米復(fù)合膜材料。在加入木素納米粒子后，雖然納米復(fù)合膜材料的透明度會有所下降，但木素納米粒子的存在會使該納米復(fù)合膜材料具備更好的紫外吸收能力，同時也使膜的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能增強，親水性減弱，有利于拓展面筋基材的應(yīng)用領(lǐng)域。隨后Yang等人[74]將木素納米粒子與聚乳酸混合，采用溶劑擠出法和溶劑澆鑄法制備出聚乳酸薄膜。研究表明，溶劑澆鑄法制備的聚乳酸薄膜，木素納米粒子不能均勻地分散在聚合物基質(zhì)中；使用溶劑擠出法制備的聚乳酸薄膜，木素納米粒子能均勻地分散在聚合物基質(zhì)中，當加填的木素納米粒子質(zhì)量分數(shù)為1%時，聚乳酸薄膜的拉伸強度、模量和斷裂伸長率要比未添加木素納米粒子的薄膜顯著提高。

有研究表明，木素微納米粒子經(jīng)過高溫碳化后制得的碳微納米粒子，具有優(yōu)良的電容性能，可用作電極材料[75]。Yu等人[76]將木素微納米粒子碳化后得到的碳微納米粒子與聚四氟乙烯黏結(jié)劑、炭黑按質(zhì)量比8∶1∶1混合經(jīng)過一系列處理制成電極。該電極材料表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，碳納米微粒的質(zhì)量比容量高達334 F/g，且在1 A電流條件下循環(huán)1000個周期后，質(zhì)量比容量仍高達286 F/g。除此之外，也有將木素納米粒子應(yīng)用在織物中的研究。Zimniewska等人[77]通過超聲法制備出木素納米粒子，然后將這些粒子填充到亞麻織物中，在不破壞織物原有的物理和生物物理性能的同時，使亞麻織物能夠阻隔紫外，具有抗菌、抗靜電能力。

3 結(jié) 語

與傳統(tǒng)的無機納米材料或石油基納米材料相比，作為制漿造紙工廠的副產(chǎn)物，木素不僅價格低廉而且具有天然生物可降解性、生物親和性和可再生性。使用木素制備納米材料和相關(guān)產(chǎn)品符合“綠色化學(xué)原理”理念，可從源頭上解決傳統(tǒng)納米材料存在的生物有害性和可能造成的環(huán)境問題，將有利于提高木素的附加值，推動木素在納米材料領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

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（責任編輯：吳博士）