基于纳米纤维素/脂质纳米颗粒复合材料的稳健多孔气凝胶框架及其高效吸油性能研究

本综述系统阐述了通过泡沫模板法（foam?template method）结合可生物降解固体脂质纳米颗粒（SLN）与细菌纤维素（BC）/乙酰化纤维素纳米纤维（AA?CNF）构建分级多孔气凝胶的创新策略。该材料兼具超疏水性（接触角138–140°）、高机械强度（弹性模量~1.5×106 Pa）和卓越吸油能力（100–140 g/g），为食品工业（如替代饱和脂肪的油凝胶oleogels）和环保领域（油污吸附）提供了绿色解决方案。

　　

Materials (材料)

通过超细研磨和高压均质化针叶木浆制备的微纤化纤维素（MFC）购自深圳华实科技有限公司（中国深圳）。细菌纤维素（BC）购自北京科学K有限公司（中国北京）。Novozyme 435（南极假丝酵母脂肪酶B）购自诺维信（中国）生物技术有限公司（中国广州）。磷钨酸负染色溶液（2%，pH 7.0）购自上海源叶生物科技有限公司。

Microstructure and rheological properties of Pickering foams (皮克林泡沫的微观结构与流变特性)

为设计多孔框架结构，我们制备了湿泡沫。通过考察泡沫能力、气泡形态和流变学特性，研究了纳米纤维素浓度对SLN基泡沫过度膨胀的影响。首先，根据我们先前的研究制备了具有高长径比和均匀直径（100–200 nm）的C14 DAG基SLN（图S2），随后将SLN悬浮液均质化以引入空气。SLN悬浮液（3 wt%）表现出较低的初始泡沫体积，但通过加入0.3 wt%的纳米纤维素（BC或AA?CNF），泡沫体积显著增加（图1a）。

Conclusion (结论)

通过将表面活性DAG纳米颗粒引入纳米纤维素基皮克林泡沫，成功开发出具有高吸油能力和优异机械强度的气凝胶。BC和AA?CNF的纤维拥挤效应增强了SLN的发泡能力，而SLN的引入结合定向冷冻技术显著提升了胶体结构的机械完整性。具有纳米颗粒沉积层的定向多孔结构协同改善了材料的疏水性和机械性能，使其在油污吸附和热绝缘领域展现出巨大应用潜力。