纤维素纳米晶体（CNC）

产品基本信息：

图1：I型CNCs和II型CNCs-II的AFM图像

纤维素纳米晶体（CNC）

  纤维素纳米晶体（Cellulose Nanocrystals，CNCs），又称为纤维素纳米晶须（whiskers），是从天然纤维素中提取的纳米级结晶材料。其直径通常在3-30纳米，长度在50-500纳米之间，具有高结晶度和优异的机械性能。CNCs的表面可以通过化学修饰引入各种功能性基团，例如羧基、硫酸酯基或磷酸酯基，从而赋予其不同的表面性质和反应活性。

制备方法：

1. 酸水解：最常用的方法是使用强酸（如硫酸、盐酸或磷酸）对天然纤维素（例如木浆、棉花或竹纤维）进行水解。酸水解选择性地去除纤维素的无定形区，留下结晶区，形成纳米级的纤维素晶体。

2. 预处理结合机械处理：采用酶法或者氧化体系预处理纤维素纤维，然后结合机械处理（如高速搅拌、超声波处理）方法进一步提高纤维素的分散性和纳米化程度。

产品特点：

1. 纳米尺度：直径3-20纳米，长度50-500纳米，高比表面积为吸附、催化等提供丰富位点。

2.       机械强度：结晶度通常超过60%，最高可达90%以上，使其具有较高的机械强度和刚性，其杨氏模量（约100-150 GPa），接近甚至超过钢铁的强度。

3. 轻质：由于其纳米级尺寸和低密度，CNCs是一种超轻材料，适用于轻量化要求高的应用领域。

4. 生物相容性和可降解性：CNCs来源于天然纤维素，具有良好的生物相容性和生物降解性，适合在生物医学领域应用。

5. 热稳定性：高结晶度使CNCs在一定温度范围内具有良好的热稳定性。

产品应用：

1. 复合材料领域：CNCs常用于增强聚合物基复合材料，显著提高其力学性能和热稳定性，应用于航空航天、汽车和建筑等领域。

2.电子器件领域：由于其纳米级尺寸和高透明度，CNCs可以用于制备透明的增强薄膜，应用于柔性电子器件和显示器。

3.       生物医学领域：可用于药物载体、组织工程支架、伤口敷料等，具有缓释、抗菌、促进愈合等功能，还可制备人工器官和眼科材料。

4.       水处理领域：可作吸附剂，有效去除水中金属离子、染料和有机物，吸附能力强且可再生。还可制备过滤膜，过滤细菌、病毒和悬浮颗粒，实现水质净化。

5.       食品领域：CNC是天然、低毒、可降解的食品添加剂，可作增稠剂、稳定剂、乳化剂，用于饮料、冰淇淋、果酱等，改善质地、口感，延长保质期。

6.化妆品领域：制备透明薄膜和凝胶，作为皮肤护理产品载体。其生物相容性和保湿性可保护滋养皮肤，提升化妆品稳定性和使用效果。

7. 涂料和油墨：CNCs可作为增稠剂和稳定剂，用于涂料、油墨和化妆品中，提供优良的流变性和稳定性。