技术详细介绍
成果介绍： 我们利用可再生的动、 植物资源中天然高分子为原料， 创建了无污染、低廉以及生产周期短的制备再生纤维素丝、膜、微球、水凝胶和气凝胶的“绿色”新技术。这些新的生物质基功能材料不仅不依赖石油资源，而且产品废弃后在土壤中可生物降解，属环境友好材料。我们首次开发了 NaOH/尿素水溶剂体系低温溶解纤维素、甲壳素和聚苯胺，同时，利用低温溶解的纤维素溶液成功纺出新型再生纤维素丝。 它们具有圆形截面， 以及光滑的表面和优良的力学性能。 同时，利用湿态纤维素丝的微孔中原位合成 Fe2O3 纳米粒子制得磁性纤维，它具有优良力学性能、吸收紫外光的能力以及超顺磁性。尤其，用这种纤维素溶液制备出从纳米到毫米级不同尺寸的纤维素微球，并且制得磁性纤维素微球, 该磁性微球在磁场作用下显示灵敏的迁移性。同时，利用微球的多孔结构和-OH 基亲和力固定酶, 它表现出高效催化活性，明显提高催化效率。我们用这种纤维素溶液制备出透明膜、荧光膜，疏水膜和发光膜, 它们不仅显示光、电性能，而且在土壤中可完全生物降解。通过在纤维素溶液中加入少量的量子点并经化学交联，制备出强荧光纤维素水凝胶。通过溶胶-凝胶方法原位合成 SiO2 纳米粒子，并且制备出纤维素- SiO2 复合气凝胶。同样，利用上述“绿色”技术已制备出甲壳素膜，水凝胶以及聚苯胺/纤维素膜和丝，它们分别显示出生物相容性，分离功能以及光电功能。此外，在该体系中已成功合成羟乙基、羟丙基、甲基纤维素和纤维素季铵盐衍生物。这些新的纤维素衍生化介质属于“绿色”化学反应体系。我们已取得 70 项发明专利，其中含有 2 项国际专利。同时在国际高水平期刊 Adv. Mater.、 Angew. Chem. Int. Ed.、 Macromolecules 等发表 400 多篇论文。我们的水体系低温溶解新技术被国际同行评价为纤维素加工技术史上的一大里程碑。 由此， 张俐娜被授予 2011 年度国际纤维素和再生资源材料领域最高奖——美国化学会 AnselmePayen 奖。
应用范围： 纤维素以及甲壳素基新材料如丝、膜、水凝胶、微球、气凝胶等都具有各种功能和良好的力学性能，而且可以生物降解。因此，它们可应用于生物医用，军工，催化，水处理，农业和民用等各个领域。并且通过“绿色”工艺制备出的纤维素丝具有优良的力学性能，可望取代现有的污染的粘胶纺丝工艺。
所属行业： 高分子
合作方式： 技术转让
