气溶胶化纤维素纳米晶颗粒形态的调控：通过可控聚集实现形貌设计

《Carbohydrate Polymers》：Tuning the morphology of aerosolised cellulose nanocrystal particulates via controlled aggregation

本综述系统探讨了纤维素纳米晶（CNCs）在不同表面功能化（如TEMPO氧化羧基化）和超声处理条件下，通过气溶胶化过程调控颗粒形态的机制。研究通过扫描电迁移粒径谱仪（SMPS）和透射电镜（TEM）等技术，揭示了胶体稳定性与表面功能团（如–COO?）对气溶胶颗粒尺寸和形貌（如长径比）的关键影响，为CNCs在喷雾干燥和肺部递送等生物医学应用提供了理论依据。

　　

研究亮点

本研究通过构建新型实验装置，发现胶体亚稳态的水性CNC悬浮液（通过表面羟基羧基化或高强度超声处理实现）在常温气溶胶化时会产生大颗粒。相反，未功能化CNCs的水悬浮液尽管在液态悬浮中胶体稳定性较差，却倾向于产生更小的气溶胶颗粒。这证明气溶胶化过程和CNC悬浮液性质共同决定了最终颗粒的尺寸与形态。

结论

本研究通过在线分析和离线成像技术探究了气溶胶化CNCs的形态。所有样品中，气溶胶化纤维素纳米晶的长径比相较于未喷雾悬浮液均发生显著变化。颗粒长度在气溶胶化过程中变化较小，表明横向聚集是形态改变的主要驱动因素。气溶胶化颗粒的宽度和长径比受CNC类型和悬浮液预处理方式的显著影响，强调了在设计涉及气溶胶递送或喷雾干燥的CNC基材料时，必须综合考虑胶体稳定性和表面功能化。