科研干货 ‖ 纳米纤维素中的团宠-细菌纤维素（BC）

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细菌纤维素（BC）是一种主要由细菌产生的具有生物可降解性的天然纳米结构高分子材料，其中木醋杆菌是目前合成纤维素能力最强的微生物。细菌纤维素呈现丝带状，宽度大概在 0.01～0.10 μm 范围内，比植物纤维素的直径（一般为 10 μm）小 2﹣3个数量级，纤维长度从几百纳米到微米级别不等，纤维之间相互交叉形成纤细的网状结构。

Z. Shi et al. / Food Hydrocolloids35 (2014) 539-545

细菌纤维素是由 β-D-葡萄糖通过 β-1,4-糖苷键结合成的直链高分子聚合物，这些分子链中含有许多的羟基然后按照特定的方式逐级组装，最终导致细菌纤维素有很多优良的特性，如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、纤维的纳米细度、良好生物相容性和生物可降解性等。

LinN et al. / EuropeanPolymer Journal, 59（2014）302–325.

细菌纤维素基功能材料能在生物医疗、纳米材料、电子器件、功能纺织品、营养食品、军工等多个领域广泛应用。2020年澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授在Advanced Energy Materials报道了以负载聚苯胺的石墨烯包覆聚酯纤维为柔性电极，细菌纤维素（BC）纳米纤维增强聚丙烯酰胺为水凝胶电解质，设计了一种高性能全固态超级电容器（DOI:10.1002/aenm.202003010）。

2021年天津大学许运华教授在ACS Nano上报道了采用可伸缩的原位生物合成方法制备了一种超薄、强韧、高柔韧性的Ti3C2TxMXene/细菌纤维素（BC）复合膜（DOI:10.1021/acsnano.0c10666）。最近湖南大学陈鼎教授在PANS报道了以锌-1,3,5-苯三羧酸（Zn-BTC）为模板，通过细菌纤维素（BC）的碳化反应制备了碳气凝胶，利用三维互连的纳米纤维网络和合理设计的分级多孔结构，实现了碳气凝胶的可扩展制备（DOI:10.1073/pnas.2105610118.）。

由于细菌纤维素属于纯度高的纳米纤维素，易于和纤维素降解酶作用。在特定的条件（如 pH 小于7或酶的催化）下，会直接降解为单糖等相关小分子组分使其成为生物医用敷料和人体组织器官的优质原材料。近日，东华大学洪枫等研究人员，开发了一种新型的止血纳米复合材料（OBC/COL/CS），是通过将氧化细菌纤维素（OBC）和壳聚糖（CS）与胶原蛋白（COL）偶联而制备的，即在OBC与CS进行静电自组装的过程中（OBC/CS），通过阳离子CS和阴离子OBC的静电吸引，巧妙地将COL作为功能成分连接。预期引入胶原蛋白将提供功能特性，例如止血作用增强和伤口愈合促进，从而获得新的功能复合材料（DOI: 10.1021/acsami.9b17732）。

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