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简答题介绍一种生物基纳米复合材料的研发目的、制备方法及产物的主要功能特点？
  • 生物基纳米纤维素及其自聚集气凝胶的制备
    由于目前对生物质纤维素的开发与利用技术还不完善，仍有大量的纤维素资源被遗弃在田间，或被焚烧掉，整个纤维素资源的利用附加值仍有待于进一步提高.合理开发利用这些生物质资源，制备出性能优异的纤维素基制品，使其更好地为人类的生产生活服务，有着重要的研究意义。
    将制备的纳米纤维素水悬浊液浇注到培养皿中，置于冰箱中冷冻处理，冷冻时间大于24h。然后将冷冻的样品置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥处理，制得纳米纤维素气凝胶。冷冻干燥过程中，冷胼温度低于-55℃，真空度低于15Pa。
    当水悬池液的浓度低于0.2wt%时，经冷冻干燥后，高强度超声纳米纤维素及TEMPO氧化纳米纤维素会自聚集成细长的纤维，并形成三维网状缠结结构。当水悬浊液的浓度大于0.5wt%时，以上两种纳米纤维素会自聚集成二维片状结构。由于长度较短，盐酸水解纳米纤维素及硫酸水解纳米纤维素经冷冻干燥处理后只能自聚集成二维片状结构。高强度超声纳米纤维素及TEMPO氧化纳米纤维素气凝胶具有非常好的柔軔性，可以反复弯曲。这两种气凝胶还具有非常高的水分承载值及染料吸附能力。所有纳米纤维素气凝胶均显示出良好的热绝缘及声吸附特征。
    由高长径比的纳米纤维素自聚集成的高强度超声纳米纤维素及TEMPO氧化纳米纤维素气凝胶，显示出了较强的柔韧性及延展性。当将压缩后得到的小薄片浸渍于水中，气凝胶的容积仍可被缓慢的恢复，表明这一气凝胶具有强健的交联网络及稳定的孔隙结构。由于纳米纤维素气凝胶具有非常高的孔隙率，十分有利于离子及分子的进入和扩散，使气凝胶具有较强的吸附能力。
    纳米纤维素气凝胶还具有热绝缘特征。
    纳米纤维素气凝胶还具有十分优异的声吸附特征，在低频条件下，气凝胶的吸声率较低，但会随着声频率的提高而逐渐增大。

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