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Carbohydr. Polym.:壳聚糖纳米复合材料基质的纳米结构、工艺、性能和应用综述

2021-09-12   易丝帮

壳聚糖是一种天然、可生物降解且价格相对较低的生物聚合物。由于其具备适用于各种领域的新特性,壳聚糖作为一种纳米复合材料基质受到了人们的广泛关注。本文全面综述了使用壳聚糖作为纳米复合基质的常见应用和最新进展。重点介绍了生产嵌入或涂层纳米颗粒的替代工艺,以及已采用的成型技术(3D打印、静电纺丝),此外,还涉及纳米复合材料在医学、组织工程、废水处理、腐蚀抑制等方面的新兴应用。目前,多篇综述是围绕单一壳聚糖材料及其衍生物在不同领域的应用展开的。然而,还没有一项研究以壳聚糖作为纳米复合基质,来解释添加纳米材料的可能性、附着物种的相互作用以及壳聚糖与纳米结构结合技术的应用前景。最后,作者就扩大壳聚糖纳米复合材料的应用范围提出了自己的见解。

 

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图1.以“壳聚糖”(绿色)、“壳聚糖”和“基质”(黄色)、“壳聚糖”和“基质”以及“纳米复合材料”(红色)为搜索条目的出版物数量。


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图2.(A)甲壳素(R1=H)及其衍生物的化学结构;(B)壳聚糖(R1=H,R2=H,R3=H)及其衍生物的化学结构。


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图3.甲壳素和壳聚糖主要制备阶段的示意图。


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图4.壳聚糖基纳米复合材料的典型物理和化学性质。


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图5.壳聚糖中化学氨基(NH2)和羟基(OH)自由基的典型共价接枝功能化示例。


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图6.典型纳米纤维和纳米粒子的制备工艺示意图:分别为(A)静电纺丝和(B)电喷雾。


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图7.本综述中壳聚糖纳米复合材料的应用分布图。


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图8.通过不同成型技术将多孔壳聚糖材料制备成组织工程支架,其孔隙率和孔径的变化趋势。

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