晶態(tài)納米纖維素是一種可再生納米材料。它具有結(jié)晶度高、比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異、表面可修飾性和生物相容性等特質(zhì)。更重要的是晶態(tài)納米纖維素在極性溶劑中自組裝形成手性向列相液晶。自2010年起,晶態(tài)納米纖維素基光子晶體材料的研究受到廣泛關(guān)注。研究工作主要包括（1）以晶態(tài)納米纖維素為模板,構(gòu)筑自支撐有機(jī)和無(wú)機(jī)手性光子晶體膜,探討手性轉(zhuǎn)移及新物理化學(xué)現(xiàn)象,（2）纖維素基手性光子晶體膜感應(yīng)性能研究,（3）纖維素基手性光子晶體膜在非對(duì)稱(chēng)催化及手性分離等領(lǐng)域的應(yīng)用研究,（4）纖維素基仿生結(jié)構(gòu)材料研究。然而,纖維素基手性向列相液晶的圓偏振能力及應(yīng)用潛能卻鮮有報(bào)道。圓偏振光的產(chǎn)生、調(diào)控及應(yīng)用潛能是物理、化學(xué)、材料乃至生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的重要科學(xué)命題,對(duì)發(fā)展光子科技具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。然而,圓偏振光材料的研發(fā)仍面臨挑戰(zhàn)。在此背景下,本論文圍繞晶態(tài)納米纖維素手性向列相液晶的圓偏振能力展開(kāi)。首次揭示了晶體納米纖維素膜的本征圓偏振光能力、以及圓偏振熒光能力;提出并證明了光子禁帶、膜厚度以及自發(fā)輻射強(qiáng)度對(duì)圓偏振光強(qiáng)度和波段的調(diào)控機(jī)理;集成缺陷發(fā)光和結(jié)構(gòu)調(diào)控于一體,首次獲得全二氧化硅圓偏振光膜材料;首次展示了纖維素... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.2 纖維素的分子內(nèi)和分子間氫鍵作用示意圖。1.2 晶態(tài)納米纖維素1.2.1 晶態(tài)納米纖維素的結(jié)構(gòu)及定義納米纖維素，顧名思義，即形貌至少有一種維度在納米尺度范圍內(nèi)的纖維素，根據(jù)在尺度上的區(qū)別典型的纖維素主要分為三類(lèi)，晶態(tài)納米纖維素（CNCs），晶態(tài)納米纖維素須（MFC）和細(xì)菌纖維素（BNC），它們的透射電子顯微鏡照片如圖 1.3 所示[1]。晶態(tài)納米纖維素屬于納米纖維素的一種，是一種棒狀的納米纖維素，其直徑在 5-70nm 之間，長(zhǎng)度在幾十到幾百個(gè)納米之間[6,7]。纖維素來(lái)源非常廣泛，纖維素原料的來(lái)源對(duì)其得到的晶態(tài)納米纖維素的結(jié)晶度和尺寸有很大影響，比如，棉花，木材和植物纖維素會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶度分布窄的晶態(tài)納米纖維素棒，

和復(fù)合材料方面具有極大應(yīng)用前景。晶態(tài)納米纖維素的表面功能依賴(lài)于水解時(shí)使用的酸的種類(lèi)，如果用鹽酸水解晶態(tài)納米纖維素則表面帶有弱的負(fù)電荷，產(chǎn)生的晶態(tài)納米纖維素溶液展現(xiàn)差的膠體穩(wěn)定性[1]。如果用硫酸水解晶態(tài)納米纖維素表面則帶有強(qiáng)的負(fù)電荷，得到的晶態(tài)納米纖維素溶液具有高的穩(wěn)定性[19]。硫酸水解時(shí)會(huì)使纖維素表面帶有磺酸根，磺酸根的含量大約占葡萄糖單元的十分之一。被磺酸化了的晶態(tài)納米纖維素表面由于負(fù)電荷的存在使晶態(tài)納米纖維素之間相互排斥，所以使得到的懸濁液表現(xiàn)出高度的膠體穩(wěn)定性[20]。硫酸水解纖維素時(shí)得到的晶態(tài)納米纖維素的尺寸也取決于水解的時(shí)間，較長(zhǎng)的水解時(shí)間會(huì)產(chǎn)生更小尺寸的晶態(tài)納米纖維素。酸水解完成后殘余的酸和混合液中的殘余物通過(guò)離心和滲析被提純，水解完之后進(jìn)行超聲可以使得到均一穩(wěn)定的懸濁液。得到的晶態(tài)納米纖維素懸濁液的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)和相分離行為強(qiáng)烈的依賴(lài)于使用的無(wú)機(jī)酸的種類(lèi)和濃度，水解溫度，水解時(shí)間，以及超聲的強(qiáng)度[7]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]纖維素酶制備納米纖維素晶體的研究[J]. 蔣玲玲,陳小泉,李宗任.  化學(xué)與生物工程. 2008(12)
[2]纖維素酶解天然棉纖維制備納米纖維素晶體及其表征[J]. 蔣玲玲,陳小泉.  化學(xué)工程與裝備. 2008(10)
[3]纖維素化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 葉代勇,黃洪,傅和青,陳煥欽.  化工學(xué)報(bào). 2006(08)
[4]纖維素化學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳家楠.  纖維素科學(xué)與技術(shù). 1995(01)



本文編號(hào)：3453628