1. 研究目的与意义（文献综述）

当今时代，科学与技术已趋向可再生的原料以及环境友好、可持续发展的方法和过程。纤维素是地球上最为丰富的高分子，全球植物每年通过光合作用，能生产出2000亿吨的植物纤维素，是自然界取之不尽用之不竭的资源。纤维素由于其可再生、可生物降解、生物相容性好、来源广泛、价格便宜等特点日益引起人们的重视。纤维素水凝胶是一种多孔的三维网络结构，由于其具有高孔隙率，高比表面积，生物相容性好，力学性能优异，可塑性强等特点，其是一种理想的组织工程材料，可用于皮肤组织修复、创伤敷料、引导组织再生以及牙周处理等。

纤维素纳米纤维是指纤维直径小于100纳米的超微细纤维。在达到纳米级别之后，纤维素将获得许多大尺度纤维所不具有的特性，从而引起广大研究者的兴趣。目前，纤维素纳米纤维主要有纤维素纳米纤丝(nanofibril cellulose, nfc)、纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal, cnc)、静电纺丝纤维素和细菌合成纤维素纳米纤维四大类。这些纳米纤维因为来源、制备方法的差异，在结构和性能上也不相同，如前两类纳米纤维主要来自植物纤维，分别通过机械剪切、强酸水解制取; 静电纺丝制备纳米纤维通常需经历复杂的纺丝过程，对纤维素溶液要求很高。而纤维素纳米纤维在水溶液可以通过物理缠绕以及氢键结合等方式形成具有稳定三维网络结构的水凝胶，其水凝胶在生物医用领域的研究已有很多相关报道，如cheng将氧化的细菌纤维素与带有正电荷的弹性蛋白交联得到了温度响应的水凝胶，此温度响应水凝胶可用于组织工程，药物控制释放等领域。bhattacharya发现nfc水凝胶的剪切变稀流变行为可使其与细胞均匀混合，且在高剪切力下注射形成的连续不断的凝胶可用作三维细胞培养支架，为细胞生长与分化提供机械支撑。

自20 世纪90 年代末，日本东京大学的isogai教授团队开始研究tempo (2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)催化氧化纤维素体系，并成功的利用tempo表面催化氧化天然纤维素高效分离出单根天然纤维素微纤，从而制备出可以水相单分散的纤维素纳米纤维(tempo-oxidized cellulose nanofibril, tocn)。tocn 不仅具有传统纤维素的基本性质，还具有纳米尺寸结构、可水相单分散、高表面羧基含量等一系列特性。由于其表面具有羧基结构，可进行离子交联形成凝胶。本课题旨在制备出具有良好力学性能的纳米纤维素水凝胶，并进一步探究它的生物性能。

2. 研究的基本内容与方案

材料制备：用tempo催化、次氯酸钠氧化纤维素，进一步nabh₄还原，超声分散得到纳米纤维素分散液，加入氯化钙溶液制得离子交联型纳米纤维素水凝胶.

材料表征：用afm、ftir、sem、力学性能测试、细胞培养等测试技术对材料的结构、形貌、性能进行表征测试.

研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备纳米纤维素水凝胶。

第8－12周：采用电导度滴定、afm、ftir、sem、力学性能测试、细胞培养等测试技术对材料的结构、形貌、性能进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

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