木素纳米粒子的制备及应用研究进展

张清桐 王双飞 李明富

摘 要：纳米材料主要来源于化石原料，但由于化石原料的不可再生性，严重制约着纳米材料的进一步发展。生物质作为制备纳米材料的原料，具有来源丰富、绿色可再生的特点，其中木素是仅次于纤维素的自然界第二大可再生高分子聚合物，具有良好的生物亲和性。由木素制备的纳米粒子可替代部分有害的纳米材料广泛地应用在食品、生物医药、环境修复等领域，因此木素纳米粒子越来越受到人们的关注。本文对近年来木素纳米粒子的制备工艺及其在紫外防护、抗菌、药物运输等方面的研究进展进行了综述，旨在为木素高值化利用提供一定参考。

关键词：木素；纳米粒子；研究进展

中图分类号：TS79

文献标识码：A

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2018.09.008

Abstract：Nanomaterials are mainly derived from inorganic or fossil materials. However， the non-renewability of inorganic or fossil materials seriously restrict the further development of nanomaterials. Biomass can be used as a source of nanomaterials. They are rich in content and green and renewable. Among them， lignin is the second largest renewable macromolecular material in nature， second only to cellulose， which has good biological compatibility. Therefore， nanoparticles prepared by lignin can be widely used in place of toxic nanomaterialsin the fields of human health， bio-medicine， and environmental remediation， and lignin nanoparticles have attracted more and more attention. This article reviews the methods used to prepare lignin nanoparticle and its application in UV protection， antibacterial， and drug transport， and aims to provide reference for people to study the high value applicationof lignin.

Key words：lignin； nanoparticle； research progress

由于特殊的尺寸分布結构使得纳米材料具有特定的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等性质，在磁、光、电等方面呈现出普通材料所不具备的特性。近年来，虽然纳米材料在生态修复[1]，生物医药[2]，食品安全[3]等领域得到广泛应用，然而纳米材料在实际应用中仍然存在一些问题，如银纳米粒子使用后，就面临着难以回收，难以失活等问题[4]。这些暴露在环境中的银纳米粒子不仅威胁到土壤中微生物群落的安全[5]，甚至会对生态系统造成不可逆转的伤害[6]。此外，一方面这些从化石原料或无机原料制备的纳米粒子对生物和环境存在隐患[7]，限制了其在生物医药、食品等方面的应用；另一方面化石原料短缺、全球环境污染问题日趋严重。因此，可再生的生物质原料越来越受到人们的青睐。与化石原料相比，用生物质原料制备的纳米粒子，具有优异的生物可降解性与生物适应性，丰富的原料来源，以及低廉的价格等优势。

木素是自然界中存在的仅次于纤维素的第二大可再生生物质原料，同时也是自然界中含量丰富的天然可再生芳香族聚合物[8]。天然木素主要存在于植物细胞的次生壁中，其含量大约占到植物体质量的10%～30%，针叶木中木素的含量约为30%，阔叶木中为20%～25%，禾本科植物中木素含量最少，仅为10%～15%[9]。木素是由苯基丙烷结构组成的复杂三维网状大分子，是由三种结构单元芥子醇（sinapyl alcohol）、松柏醇（coniferyl alcohol）和香豆醇（p-coumarylalcohols），通过碳碳键和醚键连接而成的具有三维网状结构的高分子聚合物，其中醚键是木素结构单元之间最主要的连接方式，包括β-O-4，4-O-5，α-O-4，α-O-γ等，碳碳键连接方式有β-β，β-1，β-5，5-5，β-6，α-6等三种结构单元如图1所示[10]，主要连接方式如图2所示[11-13]。几种典型的木素连接键丰度在杨木等原料中所占的比例如表1所示。表1表明，木素结构结构单元之间最主要的连接键是β-O-4，而且在不同原料中木素结构单元间的连接键的数目不同。目前，工业上木素主要来源于制浆厂，每年产量约为5000万t，仅有2%左右的木素实现了低价值的商业化利用，如生产胶黏剂[14]、减水剂[15]、分散剂和表面活性剂等[16-18]，绝大部分在黑液碱回收过程为获取热能燃烧掉了[19]。木素分子结构中含有大量的官能团，如苯环、羟基、甲氧基等，这使得木素具有通过化学改性来制备高价值化学材料的潜能，包括利用木素制备聚氨酯[20]、碳纤维[21]、水凝胶[22]等。

天然高分子纳米结构由于其独特的性能和应用优势越来越受到人们的关注[24]。木素具有抗氧化性、抗菌性、紫外吸收、生物可降解性、生物适应性等特性。最近有科研人员利用木素制备出一系列木素纳米粒子，替代普通的纳米粒子[25]，用作药物缓释控载体[26]、抗氧化及紫外防护材料[27]、吸附材料[28-29]等。这不仅符合“绿色化学”发展趋势，从源头上解决传统纳米材料生物有害性的安全隐患[30]，还能拓宽木素高值化的应用方向。

本文综述了近年来木素纳米粒子的制备及应用研究，为木素的深加工及纳米材料的制备提供一定的参考。

1 木素纳米粒子的制备

1.1 化学法制备木素纳米粒子

聚合物纳米颗粒的出现促进了聚合物工业的发展[31]，木素纳米粒子的制备及其发展也将会对木素高值化利用产生举足轻重的作用。木素很难溶于水，在制备木素纳米粒子的过程，通常要将木素溶解在有机溶剂中，形成木素溶液，然后再通过有机溶剂自组装法、反溶剂法、界面聚合/交联法、超声喷雾法等方法制备出理想的木素纳米粒子。化学法制备木素纳米颗粒具有操作简单，效率高，易于大规模工业应用等优点，因而成为制备木素纳米粒子常用的手段。

1.1.2 有机溶剂自组装法制备木素纳米粒子

由于木素不易溶于水中，所以通常在木素纳米粒子的制备中首先要将木素溶解于有机溶剂。四氢呋喃（THF）是杂环有机化合物，是一种优良的有机溶剂，能够溶解木素。因此在木素纳米粒子的制备过程中， THF是溶解木素常用的有机溶剂之一。

有研究表明，乙酰化改性可以提高木素在有机溶剂中的溶解性[32]。Qian等人[33]将乙酰化改性的碱木素作为两亲聚合物，通过自组装法制备出粒径在80 nm左右的乙酰化木素胶体球。在将水溶液不断滴加到乙酰化木素-THF溶液的过程中，溶液中乙酰化木素的亲水基团和疏水骨架逐渐分离，从而破坏了溶液体系中乙酰化木素的亲水-疏水平衡。当水的滴加量达到44%（体积比）时，胶体球开始形成，当水的含量达到67%（体积比）时，胶体球不再增长。有研究表明，将未改性的木素溶解在THF中，通过透析的方法，将水逐步引入木素-THF溶液体系中，制成木素胶体溶液[34]。Lievonen等人[35]将木素-THF溶液在水中透析24 h后，木素在较宽范围pH值和较高浓度盐水溶液中，自组装形成了能够长时间稳定存在的球形木素纳米粒子，其平均粒径在200～500 nm。这主要是由于木素纳米粒子具有较高的表面双电层斥力（Zata电位为-60 mV），不仅能够稳定地分散在水中，60天之内未发生明显的聚沉现象；也能稳定地分散在pH值为4～12的水溶液或NaCl溶液中，7天之内粒径未发生明显变化。

疏水化改性或溶解在有机溶剂如四氢呋喃中，是木素自组装法制备纳米粒子常用的方法[33-35]。但有研究表明，疏水化改性会破坏木素上重要的官能团（酚羟基），另外，四氢呋喃具有很强的致癌性，能够破坏DNA的结构，具有一定的生物毒性[36]。相对来说，丙酮是一个较好的有机溶剂，其在不破坏木素结构的同时，还对木素具有良好的溶解性，常用作制备木素纳米粒子的有机溶剂。

Yearla等人[27]将针叶木二氧六环木素和阔叶木碱木素（10 mg/mL）溶于丙酮-水（9∶1，体积比）混合剂中，用0.2 μm滤膜除去不溶物后，将滤液用微量注射器快速（<1 min）滴加到以300 r/min恒速搅拌的去离子水（滤液∶水=1∶2，体积比）中，然后在20℃下持续搅拌10 min，将悬浮液在1500 r/min条件下离心10 min除去聚沉物质，可制得具有良好抗菌性和紫外防护能力的球形木素纳米粒子，粒径在80～104 nm内。Qian等人[37]将从玉米芯中酶解得到的木素和用有机溶剂从松木中提取的木素溶于丙酮-水（8∶1，体积比）混合剂中，配成不同浓度的木素溶液，在室温下将400 mL去离子水滴加到100 mL搅拌状态下的木素溶液中，得到木素纳米悬浮液，在10000 r/min条件下离心后，冷冻干燥得到球形木素纳米粒子。此外，向溶液中添加NaCl可以破坏纳米粒子表面双电层斥力，使木素纳米粒子从纳米级生长到微米级。木素纳米粒子的大小与木素溶液初始浓度有关，当木素在有机溶剂中的初始浓度分别为0.1 mg/mL和10 mg/mL时，所制得的木素胶体球平

均直径分别为50 nm和200 nm。当用0.1 mol/L的NaCl溶液替代去离子水后滴入10 mg/mL的木素溶液中，制得的木素胶体球平均直径可增长到1000 nm以上。

除了THF和丙酮外，二甲基亚砜能够溶解各种类型的木素，且具有易循环回收利用的优势[38]，如常用作制备木素纳米粒子的有机溶剂。Tian等人[39]分别将酶解得到的玉米秸秆木素、杨木木素、黑松木素溶解到二甲基亚砜中，通过透析的方法得平均粒径分别为218 nm、131 nm和104 nm的木素纳米悬浮液，其中杨木木素纳米粒子的得率最高为90.9%，其次是玉米秸秆木素纳米粒子得率为81.8%，黑松木素纳米粒子的得率最低为41.0%。这三种木素纳米粒子在pH值为4～12的水溶液中均具有较高的表面负电荷（Zata电位为-20～-50 mV）。木素纳米粒子本身具有的表面负电荷不仅可以阻止木素纳米粒子在水溶液中发生聚沉，而且还有利于阳离子聚合物旋涂在木素纳米粒子表面，使木素纳米粒子表面具有正电荷。氨基酸或蛋白质等带有表面负电荷的物质可以吸附到带有正电荷的木素纳米粒子上，从而提高木素的应用价值[40]。

1.1.2 反溶剂法制备木素纳米粒子

有机溶剂自组装法制备木素纳米粒子会存在一些不足，如纳米粒子的获得需要额外的分离步骤，残余有机溶剂的处理，有机溶剂的用量等都会影响到纳米粒子的形貌和尺寸等。反溶剂法制备木素納米粒子能够有效地避免或减轻这些问题。Myint等人[41]将木素溶解在N，N-二甲基酰胺中，用压缩液态CO2作反溶剂，一锅法合成了木素纳米粒子。该木素纳米粒子为有孔的类球形固体颗粒，平均粒径为38 nm，且具有巨大的比表面积（接近92 m2/g）。研究表明，当纳米材料的尺寸达到1～100 nm时会显现出“尺寸效应”，具有独特的性质[42]。因此，与未形成纳米颗粒的木素相比，该木素纳米粒子表现出更强的紫外吸收能力，良好的分散性能，同时通过细胞毒性分析实验发现该木素纳米粒子无细胞毒性，且能够被目标细菌（绿浓杆菌）有效降解，说明木素纳米粒子具有良好的生物相容性和生物可降解性。类似地，Richter等人[43]将碱木素和有机溶剂木素（高纯度木素）分别溶解在乙二醇和丙酮中，以0.025 mol/L的HNO3作为碱木素的诱导剂，水作为有机溶剂制得粒径范围在45～250 nm的木素纳米粒子。同时他们还将带有高密度正电荷的阳离子聚合物（聚二烯丙基二甲基氯化铵）分别包裹在木素纳米粒子上，制得表面带正电荷的木素纳米粒子。

1.1.3 界面聚合/交联法制备木素纳米粒子

Yiamsawas等人[44]利用甲苯异氰酸酯与木素中的羟基在逆微乳液中反应通过界面选择性聚合制备出具有亲水性核的中空木素纳米粒子，具体流程如图3所示。由图3可知，这种中空的木素纳米粒子用作纳米容器，能够高效地封装亲水性的药物，干燥的胶囊壁厚在10～20 nm，粒径在150～200 nm范围内，并且能在有机相或水相溶液中稳定分散数周，用作肥料和杀虫剂等。

1.1.4 超声喷雾法制备木素纳米粒子

Mishra等人[45]首次利用超声喷雾冷冻法，使用超声喷雾器喷射溶解在二甲基亚砜有机溶剂中的二氧六环木素溶液，通过控制二氧六环木素的分散时间和溶剂冷冻的时间，分别制备出空心和实心的木素纳米粒子。这种在制备过程中未经过任何化学改性的纳米粒子尺寸与喷射的木素溶液浓度有关，且能够在pH值为10.5的碱性溶液中形成稳定的悬浮液。

1.2 机械法制备木素纳米粒子

机械法制备木素纳米粒子能够避免使用腐蚀性化学品或有机溶剂，减少对环境造成的危害，木素纳米粒子在制备过程中，机械法要比化学法消耗的能量更少[31]。Nair等人[46]在不添加任何化学药剂的情况下通过高压均质法制备木素纳米粒子。将硫酸盐木素高压均质4 h之后，硫酸盐木素完全均质成粒径小于100 nm的粒子。通过13C-NMR和1H-NMR分析表明，均质前和均质后木素的结构没有发生明显的变化，木素粒子的相对分子质量和多分散性也未出现任何变化。Gilca等人[47]利用超声破碎法，首先将木素大分子分解成木素小分子，再通过调整超声辐射的时间和频率控制木素小分子的解聚和缩聚行为，从而制备木素纳米粒子。通过傅立叶红外光谱仪（FT-IR）、凝胶色谱仪（GPC）、核磁共振磷谱仪（31P-NMR）和二维异核单量子相子谱仪（2DHSQC）分析表明分解前后木素纳米粒子的结构没有发生明显的变化。

2 木素纳米粒子的应用

2.1 紫外线防护

人类的皮肤长期暴露在紫外线中会发生氧化应激反应，产生大量的活性物质（ROS），这些活性物质能够与DNA、蛋白质、脂肪酸和糖类发生反应造成氧化损伤，使细胞代谢紊乱，最终导致皮肤癌变[48]。传统上人们会采用物理防晒的方法来阻止紫外线照射，但是物理防晒有时会给人们带来不便，于是人们更倾向于选择化学品防晒霜。大多数化学品防晒霜都是利用一些小分子物质合成的，比如说水杨酸辛酯（用于防紫外线B）和阿伏苯宗（用于防紫外线A），然而这些小分子物质在紫外光照射下稳定性差，能够被光降解为自由基[49-51]。这些自由基的存在不仅会加速皮肤老化，其偶联产物也会造成细胞损伤，从而导致机体功能障碍[52-54]。有研究表明，木素中的天然多酚提取物不仅能够有效地过滤紫外线，而且能修复受损的DNA[55]，从而使得木素能够吸收很大范围内的紫外光，减少紫外辐射，具有优异的抗氧化能力[56-57]。

Mishra等人[45]将木素纳米粒子悬浮液均匀地覆盖在附有无紫外光吸收能力的阳离子聚合物（聚二烯丙基二甲基氯化铵）的石英载玻片上。研究结果显示，木素的紫外吸收能力随着木素纳米粒子在载玻片上层数的增加而增加，表明木素具有良好的紫外吸收能力，可用于化妆品防晒霜的研发中。Tian等人[58]用透析法分别制备出平均粒径为195 nm和197 nm的低共熔溶剂木素纳米粒子（DLNPs）和乙醇有机溶剂木素纳米粒子（OLNPs）。再分别将DLNPs和OLNPs与聚乙烯醇（PVA）混合制成DLNPs-PVA薄膜和OLNPs-PVA薄膜，这两种薄膜都表现出良好的紫外防护能力，至少能够屏蔽掉70%和80%波长在200～400 nm范围内的紫外光。抗氧化性能测试表明，只用PVA制成的薄膜的抗氧化性几乎为零，但当向PVA中添加质量分数为4%的木素纳米粒子之后，用1，1-二苯基-2-三三硝基苯肼（DPPH）测试表明，DLNPs-PVA和OLNPs-PVA薄膜总抗氧化能力指数分别为129和157μmolTrolox/g[58]。

Qian等人[37]分别用从玉米芯中提取的酶解木素和松木有机溶剂木素制备纳米粒子，将这些形状均匀的球形纳米粒子与纯护肤霜混合之后，制成的防晒霜具有很高的防晒系数（SPF）。球形木素纳米粒子与护肤霜混合后制成的防晒霜的防晒效果要明显优于木素与护肤霜混合后制成的防晒霜。含有10%的酶解木素纳米粒子的防晒霜的SPF值要比含有10%的酶解木素防晒霜高67.7%。木素的酚羟基对紫外线的吸收起着重要的作用。用乙酰化后的木素制成的防晒霜，其SPF值会急剧下降，但用乙酰化木素制成的球形纳米粒子制备成的防晒霜具有一定的紫外吸收能力。而松木木素含有较多的酚羟基，将其制成尺寸在50 nm左右的木素球形粒子，添加10%到护肤霜中制成的防晒霜，其SPF值可达15.03。在质量分数为10%、粒径为210 nm左右的松木木素纳米粒子防晒霜中同时加入防紫外线A和防紫外线B的化学防晒霜，其SPF值可提高4倍多。

Yearla等人[27]发现二氧六环木素纳米粒子（DLNP）和碱木素纳米粒子（ALNP）的抗氧化能力要高于二氧六環木素和碱木素。在紫外防护活性实验中，大肠杆菌在紫外灯下照射5 min后全部死亡，当加入25 μg的二氧六环木素（DL）或碱木素（AL）后，在相同的紫外光照射时间下，大肠杆菌的存活率为10%，当DL或AL的含量增加到150 μg时，大肠杆菌的存活率增加到67%；同样地，在加入25 μg的DLNP或ALNP时，大肠杆菌的存活率也是10%，但是当DLNP或ALNP的剂量增加到150 μg时，大肠杆菌的存活率增加到97%。

2.2 生物可降解抗菌材料

银纳米粒子具有广泛的抗菌和抗病毒活性，能够有效地灭杀原核微生物，如大肠杆菌[59]、单核细胞增生李斯特氏菌[60]和铜绿假单胞菌[61]等，因此被广泛地用作杀菌材料。但是银纳米粒子在使用后面临着难以回收的问题[62]，废弃的银纳米粒子长期直接暴露环境中，可能会给环境和人们的健康造成伤害[63]。木素纳米粒子具有良好的生物相容性、无细胞毒性、可降解等特性，可用做生物可降解材料的制备。

Richter等人[4]首先合成粒径在（84±5）nm的多孔木素纳米粒子（LNP），然后在pH值为5的水溶液中将Ag+嵌入到制备好的木素纳米粒子里，由于木素纳米粒子表面带有负电荷，不利于与细菌结合，因此最后需要在含有Ag+的木素纳米粒子表面吸附上一层阳离子电解质-聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDAC），最终制成平均粒径小于70 nm的可降解环境友好型的LNP-Ag+-PDAC抗菌纳米粒子。抗菌性实验表明该纳米粒子具有广泛的杀菌作用，能够杀死常见的革兰氏阳性和革兰氏阴性致病菌以及季胺耐药菌，且银的使用量至少要比传统方法中银纳米粒子或硝酸银溶液使用量少10倍。此外，LNP-Ag+-PDAC抗菌纳米粒子在杀菌的过程中，Ag+会逐渐地释放完毕，不会对环境造成危害。

2.3 药物运输载体

木素上存在苯环、羟基、羧基、甲氧基等大量的官能团，这些官能团的存在使木素具备与多种物质进行化学改性的能力，从而极大地拓展了木素的应用领域。良好的生物相容性，使得制备的木素纳米粒子成为药物运输最佳的载体。

阿维菌素（AVM）是一种高效的生物杀虫剂，被广泛应用于灭杀家禽、家畜体内外寄生虫和农作物害虫。但是AVM是一种光敏型抗生素类杀虫剂，很容易被光降解，从而失去活性[64]。Deng等人[65]通过自组装法合成空心的木素偶氮胶体粒子，用作包封AVM的载体。该胶体粒子对AVM的包封率高达61.49%（质量分数）。木素偶氮胶体粒子对AVM具有优异的紫外屏蔽性能和缓释控性能：在紫外光照射72 h后AVM的光降解率不到41%。随后Li等人[66]的研究也表明木素偶氮胶体粒子作为AVM的载体，能够对AVM起到紫外屏蔽和缓释作用。负载在木素微纳米胶体球上的AVM比直接暴露在紫外光下的AVM的半衰期要延长7.35倍，这对于提高光敏性药物的药效具有十分重要的意义。

Dai等人[67]将碱木素（AL）和抗癌药物白藜芦醇（RSV）溶解在甲醇中制成AL-RSV有机溶液，再将磁性纳米颗粒Fe3O4分散在水溶液中后逐步滴加到AL-RSV有机溶剂溶液中，最后通过木素的自组装形成负载RSV的磁性木素纳米粒子（AL-RSV-Fe3O4 NPs）。在肿瘤生长实验中，游离的RSV对肺癌荷瘤小鼠肿瘤的抑制表现出一定的疗效，但是几天后小鼠的肿瘤生长失控。与简单地使用RSV相比，AL-RSV-Fe3O4 NPs能够提高RSV的稳定性、聚集性和抗癌效能，很好地抑制肺癌荷瘤小鼠肿瘤的生长，使小鼠在40天的实验中存活率明显升高。具有更好的疗效。原因如下：①AL-RSV-Fe3O4 NPs具有良好的持续释放RSV的能力；②AL-RSV-Fe3O4 NPs粒径为150 nm左右，能使更多的RSV通过EPR效应高效的聚集在肿瘤上[68-69]；③在外加磁场作用下，具有良好磁性的AL-RSV-Fe3O4 NPs能够精确地将RSV运输到肿瘤部位；④碱木素纳米粒子具有优良的生物相容性、抗氧化和抗紫外線性能，很好地解决了RSV本身存在的溶解性差、光敏性这些问题。此外，碱木素纳米粒子具有很高的药物负载能力，能够负载超过20%的药物，因此可以作为一种运输不溶性药物的绿色载体。Bartzoka等人[26]利用水油乳化原理和木素酚羟基能与铁离子螯合的特性，在超声处理条件下分别制备出了木素纳米胶囊（LNCs）和Fe（Ⅲ）络合木素纳米胶囊（Fe-LNCs）。这两种纳米胶囊都具有药物缓释控的能力，与LNCs相比，Fe-LNCs的壳厚度更薄，具有更高的药物负载效率。在缓释控实验中，LNCs上负载的荧光物质在最初的10 min里释放出70%，而Fe-LNCs上负载的荧光物质只释放出19%，同时这两种纳米胶囊中负载的荧光物质在2 h后都完全释放出来，表明Fe-LNCs薄壳的强度要高于LNCs。

2.4 纳米填料

木素纳米粒子已经应用在很多领域。与木素相比，纳米级的木素粒子具有更高的玻璃态转化温度、融化温度及结晶温度，热稳定性更优良，因此可以高效地用作纳米复合材料的天然填料[70]。

在橡胶材料中，与炭黑相比，木素具有密度低、不导电、颜色浅的优点，因而可以替代炭黑制作浅颜色的橡胶制品。如果直接将木素粉末与橡胶混合，在混合的过程中由于木素分子间氢键的相互作用，会使木素黏结在一起，很难在橡胶中分散开[71]，最终难以改善橡胶的强度。Jiang等人[72]将pH值为12的硫酸盐木素溶液缓慢滴加到快速搅拌的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，通过自组装法形成平均粒径小于100 nm的木素-聚二烯丙基二甲基氯化铵复合体，然后将制成的胶体颗粒与橡胶复合制备纳米复合材料。发现该木素纳米粒子能够均匀地分散在橡胶中，有利于加快橡胶的硬化和增强橡胶-木素纳米复合材料的热稳定性和机械性能。Wang等人[73]将制备好的木素纳米粒子加填到面筋中制备出纳米复合膜材料。在加入木素纳米粒子后，虽然纳米复合膜材料的透明度会有所下降，但木素纳米粒子的存在会使该纳米复合膜材料具备更好的紫外吸收能力，同时也使膜的热稳定性和力学性能增强，亲水性减弱，有利于拓展面筋基材的应用领域。随后Yang等人[74]将木素纳米粒子与聚乳酸混合，采用溶剂挤出法和溶剂浇铸法制备出聚乳酸薄膜。研究表明，溶剂浇铸法制备的聚乳酸薄膜，木素纳米粒子不能均匀地分散在聚合物基质中；使用溶剂挤出法制备的聚乳酸薄膜，木素纳米粒子能均匀地分散在聚合物基质中，当加填的木素纳米粒子质量分数为1%时，聚乳酸薄膜的拉伸强度、模量和断裂伸长率要比未添加木素纳米粒子的薄膜显著提高。

有研究表明，木素微纳米粒子经过高温碳化后制得的碳微纳米粒子，具有优良的电容性能，可用作电极材料[75]。Yu等人[76]将木素微纳米粒子碳化后得到的碳微纳米粒子与聚四氟乙烯黏结剂、炭黑按质量比8∶1∶1混合经过一系列处理制成电极。该电极材料表现出良好的电化学性能，碳纳米微粒的质量比容量高达334 F/g，且在1 A电流条件下循环1000个周期后，质量比容量仍高达286 F/g。除此之外，也有将木素纳米粒子应用在织物中的研究。Zimniewska等人[77]通过超声法制备出木素纳米粒子，然后将这些粒子填充到亚麻织物中，在不破坏织物原有的物理和生物物理性能的同时，使亚麻织物能够阻隔紫外，具有抗菌、抗静电能力。

3 结 语

与传统的无机纳米材料或石油基纳米材料相比，作为制浆造纸工厂的副产物，木素不仅价格低廉而且具有天然生物可降解性、生物亲和性和可再生性。使用木素制备纳米材料和相关产品符合“绿色化学原理”理念，可从源头上解决传统纳米材料存在的生物有害性和可能造成的环境问题，将有利于提高木素的附加值，推动木素在纳米材料领域的发展和应用。

参 考 文 献

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（責任编辑：吴博士）