功能性纳米复合纤维的静电纺丝制备及调控机理

项目名称： 功能性纳米复合纤维的静电纺丝制备及调控机理

项目编号： No.31470580

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 农业科学

项目作者： 韩广萍

作者单位： 东北林业大学

项目金额： 81万元

中文摘要： 天然纤维素因其特有的化学结构而具有高结晶度、高规则的结构特点。纳米纤维素晶体具有优异的机械性能，是理想的增强材料，然而传统的溶液浇铸等方法无法实现纳米纤维素晶体在聚合物中的一维取向排列而影响其增强作用的发挥。本项目提出利用先进的静电纺丝技术，研究纳米纤维素晶体在聚合物基体中的取向性、分散性和界面相容性，揭示纳米纤维素晶体在聚合物中的取向有序排列及其对静电纺聚合物复合纤维的增强机理；同时探讨表面多级结构纳米纤维的静电纺丝可控制备以及核-壳结构静电纺纳米纤维的设计与构筑机理，研究利用静电纺丝技术可控制备一维多级结构微纳米纤维材料，并利用材料本身的结构特性以及光、电、磁、超疏水等性质探索其在电子器件、仿生材料、特殊浸润性、吸附、载药等功能性材料领域中的应用，从而进一步完善生物质纳米科技的理论体系。研究成果对于促进纳米纤维素晶体在功能性材料领域的实际应用具有重要的科学意义和研究价值。

中文关键词： 静电纺丝；纳米纤维素晶体；取向排列；核壳结构；功能性材料

英文摘要： Natural cellulose is characterized for its high crystalline and order in its structure. Nanocellulose crystals (NCCs) have superior mechanical performances, and therefore being used as reinforced materials. However, conventional methods such as solution casting have difficulties in making alignment of NCCs in polymer, resulting its less reinforcement effect. In this project, electrospinning will be used to make highly aligned NCC-reinforced polymer composites. The alignment, dispersbility, and interfacial compatibility of NCCs in polymer matrix will be studied. The fundamental mechanism of highly aligned NCC in reinforcing the polymer fibers will be clarified. The electrospun NCC-reinforced nanofibers with micropore superficial and core-shell inner structure will be fabricated. The optical, electronic, magnetical, and super hydrophobic performances of the materials will be discussed for their functional applications in electron devices, biomimetic materials, special wettability, absorption, and drug carriers. The result of this project is of great significance and valued in promoting the actual use of NCCs in new functional materials.

英文关键词： Electrospinning;Nanocellulose crystals;Alignment;Core-shell structure;Functional materials