2022年9月16日,中國農業(yè)科學院麻類研究所可降解材料開發(fā)與利用創(chuàng)新團隊聯(lián)合國內高校以苧麻纖維為研究對象,解析了果膠對植物細胞壁解離及其納米纖維素再分散的作用機制,為納米纖維素的規(guī)模化生產及應用提供理論依據(jù),也為生物質的全組分高值化利用提供新思路。相關研究成果發(fā)表在Carbohydrate Polymers上。
據(jù)悉,納米纖維素在聚合物制備、包裝、醫(yī)學、生物傳感、電子器件、環(huán)境修復等領域有著廣泛的應用價值,但其制備需要對植物細胞壁進行分離純化,這個過程會消耗大量化學藥劑,增加環(huán)境負擔。生物質全組分利用是納米纖維素制備的重要發(fā)展方向,直接利用生物質原生纖維制備含木質素、半纖維素的納米纖維素,省去植物細胞壁的分離純化過程,而植物細胞壁的高效解離和納米纖維素的再分散是其規(guī)?;瘧玫幕A與關鍵。果膠對植物細胞壁解離及其納米纖維素的再分散具有重要的影響,但其作用機制尚未解析。
該研究針對苧麻纖維,采用一系列果膠預提取方法,制備具有不同果膠成分和含量的纖維素納米纖維,研究果膠對纖維素納米纖維綜合性能的影響規(guī)律。根據(jù)研究結果,研究人員發(fā)現(xiàn)了果膠對植物細胞壁解離及其納米纖維素再分散的作用機制,揭示了果膠、半纖維素或木質素、纖維素多層級復合納米結構的形成,以及基于該結構產生的表面靜電排斥效用和空間位阻效應。在納米纖維素利用領域,防止高濃度或干態(tài)納米纖維素的團聚一直是最具挑戰(zhàn)性的問題之一,而果膠剛好可以起到分散納米粒子的作用。
[信息來源]中國農業(yè)科學院麻類研究所.納米纖維素規(guī)?;苽潢P鍵機制被發(fā)現(xiàn)[EB/OL].(2022-10-14).https://www.caas.cn/xwzx/kyjz/323707.html.