Page 18 - 《精细化工》2021年第12期
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·2380·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            组装成高度有序的螺旋蜂窝微结构，处理后的 BC                            解效率，经过 5 次连续循环后复合膜仍保持较高的
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            抗拉强度为 315 MPa，韧性为 17.8 MJ/m 。GUAN                  光降解效率。
            等 [30] 制得一种仿生莲花纤维螺旋结构的 BC 水凝
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            胶，这种螺旋结构的 BC 韧性可以达到 116.3 MJ/m ，                   3  BC 基材料的功能化改性
            相较原 BC 水凝胶纤维韧性提高 9 倍以上。LIANG                       3.1    抗菌功能
            等 [31] 通过调整生物纤维素的溶解性和浓度，使用干                            理想的抗菌材料在保护伤口免受感染的同时还
            湿纺丝法构建了具有“自纤维增强结构”的高强度
                                                               需提供气体交换、吸收渗出物、保持湿润环境以促
            生物 BC 大纤维，增强后的 BC 拉伸强度为 649 MPa，                   进上皮再生，同时无毒无痛、易移除替换。传统天
            应变为 17.2%，且经过 100 次 100%循环拉伸后其力                    然纤维抗菌材料的抗菌效率有限且效果不持久；尽
            学性能和形态仍保持稳定。由此可知，通过构建高                             管 BC 并无抗菌性能，但其高渗透性、高保水性和
            度有序分级结构是生产高性能结构材料的关键；如                             良好的生物相容性，可作为抗菌材料的良好基材。
            何改变 BC 纤维组合方式，使其获得螺旋状等高强                               通常，在制备过程中可以采用浸渍抗菌剂的方
            度结构，是提升 BC 力学性能的有效方式之一。                            式赋予 BC 抗菌活性。ŻYWICKA 等            [36] 将 BC 膜浸
            2.4   染色与脱色性能调控                                    渍在抗菌剂 C18 亚油酸长链二聚体的生物活性化合
                 为赋予 BC 多种色彩效果，SHIM 等             [32] 通过在     物中。结果显示，BC 膜对金黄色葡萄球菌和表皮葡
            培养菌株 Kombucha 过程中添加直接染料蓝 78、酸                      萄球菌的抑菌率分别为 66%和 60%。YANG 等               [37] 将
            性染料蓝 62 和活性染料蓝 19 对 BC 进行原位染色，                     BC 膜浸入甲基乙二醛溶液中制得了复合膜，其对藤
            并对产物 BC 进行异位染色获得了有色 BC。结果显                         黄微球菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠
            示，3 种染料中活性蓝 19 的染色效果最佳；且原位                         杆 菌 的 抑菌圈 直径 分别为 14.3、 12.3、 17.1 和
            染色法使得 BC 产率增加了 2 倍，色度最大为                           15.5 mm。CABANASROMERO 等        [38] 将 BC 膜浸入
            6.8 PB，K/S 值为 8.77，表面粗糙度为 194 nm；异                 壳聚糖水溶液，制得纳米复合薄膜。结果表明，复
            位染色时色度为 5.0 PB，K/S 值为 4.05，表面粗糙                    合膜对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和白色念珠菌抑
            度为 355 nm。在此基础上，积极拓展天然染料 BC                        菌率分别为 83%、75%和 38%。采用浸渍天然抗菌
            染色技术，除了可以赋予 BC 更为丰富的服饰颜色                           成分或通过与抗菌材料复合也能够赋予 BC 良好的
            效果外，还有望在面膜等功能化妆品材料领域发挥                             抗菌性能。ANASTASIA 等        [39] 将 BC 分别浸渍在绿
            重要作用。                                              茶、红玫瑰花瓣和粉玫瑰花瓣提取物中，制得抗菌
                 由于纤维物理化学结构和染料的直接性、亲和                          复合薄膜，研究显示，3 种复合膜对鼠伤寒沙门氏
            力差异，天然纤维在很大程度上难以吸附染料实现                             菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌的
            对染料废液的脱色。BC 的多孔纳米网络结构和高湿                           抑菌率分别为 95%~99%、95%~98%、90%~95%和
            态强度，决定着其可以作为染色后废液处理的吸附                             80%~95%。DARPENTIGNY 等      [40] 将天然抗菌分子百
            材料。MALES 等      [33] 利用高碘酸钠处理 BC 膜，探究              草香酚浸渍到 BC 中，制备了具有生物活性的抗菌
            了对阳离子染料（碱性蓝 47 和碱性黄 29）的吸附                         生物材料。其对大肠杆菌、表皮葡萄球菌和白色念
            性能。结果表明，BC 对碱性蓝 47 染料吸附量为 1228                     珠菌的抑菌圈直径分别为 10.4、8.4 和 8.5 mm。
            mg/g，对碱性黄 29 染料的吸附量为 445.7 mg/g，为                      浸渍工艺中由于抗菌剂以非共价键结合方式附
            拓展 BC 在产业用纺织品上的应用提供了新的发展新                          着在 BC 纤维表面，抗菌剂易于释放到环境中，经
            思路。                                                过长时间穿着或洗涤后，抗菌作用衰减严重。为此，
                 传统的吸附、离子交换和氧化技术对废水中染                          研究人员尝试利用 BC 表面羟基氧化、酯化、硅烷
            料和污染物的去除效率较低、时间长且处理过程较                             化、羧甲基化、乙酰化、聚合物接枝等方式固着抗
            复杂；相比之下光催化降解有机污染物具有条件温                             菌剂  [41-42] 。WU 等 [43] 采用 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基
            和、操作程序简单、成本较低、催化底物范围广和                             自由基（TEMPO）介导氧化修饰 BC，进一步引入
            环境友好等优点。ARITONANG 等            [34] 制备了银-氧化        羧酸酯基团，在硝酸银溶液中原位合成纳米银粒子，
            锌/BC 纳米复合材料。结果表明，在 3 h 的紫外线照                       制得的载银 BC 复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球
            射后，材料对有机染料亚甲基蓝的降解率为 76%，                           菌抑菌率分别为 100%和 99.2%。KHAMRAI 等              [44]
            表现出优异的光催化性能，尤其是降解合成染料。                             将 BC 羧甲基化，通过酰胺化作用将多巴胺共轭到
            HU 等  [35] 制备了负载二氧化钛的 BC 复合膜，其对亚                   BC 主链的羧酸酯官能团上，与氧化石墨烯和银离子
            甲基蓝的最高去除率为 92.8%，表现出较高的光降                          进行共还原制得复合薄膜，结果显示，复合膜对金
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