纤维素复合气凝胶制备技术及其在生物医药领域的研究进展
气凝胶研究报告
气凝胶研究报告近年来，气凝胶作为一种新型材料备受研究者的关注。
气凝胶，简单来说，是一种具有极大孔隙结构的固态材料。
由于其独特的性质和广泛的应用前景，气凝胶研究成为了材料科学领域的热门话题。
本报告旨在介绍气凝胶的基本概念、制备技术以及应用领域，并对其未来的发展进行展望。
1. 气凝胶的基本概念气凝胶是一种固态材料，其主要特点是具有极高的比表面积和孔隙率。
这种材料的孔隙可以是连续的，也可以是非连续的。
由于其高度孔隙化的结构，气凝胶具有良好的吸附性能和绝缘性能。
此外，气凝胶的密度相对较低，其制备的材料既轻盈又具有较大的强度。
2. 气凝胶的制备技术目前，有多种方法可以用来制备气凝胶，其中最常见的方法是溶胶凝胶法。
这种方法包括溶胶制备、凝胶形成和胶体固化三个步骤。
在溶胶制备阶段，通过混合溶剂和溶质，生成一个均匀的胶体溶液。
接下来，在凝胶形成阶段，通过化学反应、物理凝聚或热处理使溶胶溶液变为凝胶。
最后，在胶体固化阶段，通过干燥或冻结法使凝胶中的水分蒸发或转化成固态，从而得到气凝胶。
3. 气凝胶的应用领域由于其独特的结构和性能，气凝胶在许多领域都有广泛的应用。
首先，气凝胶在隔热和保温方面具有出色的性能。
由于其孔隙结构可以有效阻挡热传导，气凝胶被广泛应用于建筑材料、冷库制冷设备等领域。
其次，气凝胶还具有良好的吸附性能，因此在环境保护和污染治理方面有着广泛的应用。
例如，气凝胶可以用作油水分离材料、催化剂载体等。
此外，气凝胶还可以应用于生物医药领域，用作药物传递系统、组织工程支架等。
4. 气凝胶的未来发展尽管气凝胶已经取得了很多重要的研究成果和应用突破，但是它仍然面临一些挑战。
首先，气凝胶的制备成本较高，限制了其大规模应用。
因此，未来的研究应致力于提高气凝胶的制备效率和降低成本。
其次，气凝胶的稳定性和耐久性也需要进一步提升，以适应不同应用场景的需求。
最后，气凝胶的制备技术还需要不断优化和改进，以实现对气凝胶性质的精确控制。
纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备与性能研究
纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备与性能研究一、本文概述纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料作为一种新兴的纳米材料，近年来受到了广泛的关注和研究。
这种材料结合了纤维素气凝胶的高比表面积、多孔结构和良好的生物相容性，以及纳米复合材料的独特性能，如增强的机械强度、光学性能和电磁性能等。
这些特点使得纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料在能源、环境、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面介绍纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备方法和性能研究。
我们将概述纤维素气凝胶的基本特性和制备原理，以及纳米复合材料的基本原理和优势。
接着，我们将详细介绍纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备方法，包括材料选择、工艺流程、复合技术等。
在此基础上，我们将探讨这种复合材料的性能特点，如力学性能、热学性能、电磁性能、光学性能等，并通过实验数据验证其性能优势。
我们将展望纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料在未来的应用前景和发展方向，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的了解纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的平台，推动该领域的研究和发展。
二、材料制备纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备是一个复杂而精细的过程，涉及到纳米技术与高分子科学的交叉。
我们选取高质量的纤维素作为基材，通过化学方法将其转化为水溶性的纤维素衍生物，以便后续的凝胶化过程。
在这一步骤中，我们严格控制反应条件，确保纤维素的转化率高且产物稳定性好。
接下来，我们将转化后的纤维素与纳米级的功能性填料进行混合。
这些填料可以是金属氧化物、碳纳米管、或具有特殊光学、电学性质的纳米粒子。
混合过程中，我们利用高分子物理的原理，通过调控温度、压力和pH值等参数，使纤维素与纳米填料之间形成稳定的界面结合。
随后，我们将混合液进行凝胶化处理。
在这一过程中，纤维素分子链通过氢键等相互作用形成三维网络结构，同时将纳米填料均匀地分散在网络中。
我们利用特定的凝胶化技术，如冷冻凝胶化或化学凝胶化，确保气凝胶的孔结构和纳米填料的分布达到最佳状态。
凹凸棒-纳米纤维素复合气凝胶柔性电极材料的研究
凹凸棒-纳米纤维素复合气凝胶柔性电极材料的研究凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶柔性电极材料的研究近年来，柔性电子技术的快速发展为我们的生活带来了许多便利。
灵活的电子器件在可穿戴设备、智能家居、医疗健康等领域得到广泛应用，然而，如何制备高性能的柔性电极材料一直是该领域的重要课题之一。
凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶因其独特的结构和优异的性能而成为一种具有潜力的柔性电极材料。
凹凸棒是一种碳纳米材料，具有较高的导电性和机械强度。
纳米纤维素是一种从纤维素基质中提取的纳米级纤维，具有较大的比表面积和优异的拉伸性能。
将凹凸棒与纳米纤维素复合，可以充分发挥两者的优势，提高材料的导电性和机械柔韧性。
在制备凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶柔性电极材料的过程中，首先需要制备凹凸棒和纳米纤维素的原料。
凹凸棒可以通过碳纳米管的热解、溶胶-凝胶法或电化学沉积等方法制备。
纳米纤维素的制备主要通过纤维素的纳米化处理或纳米纤维素的溶胶旋涂等工艺实现。
然后，将凹凸棒和纳米纤维素以适当的比例混合，并加入溶剂进行均匀分散。
最后，将混合物制备成所需形状的气凝胶，过程中需要使用模具或采用3D打印等方法进行造型。
制备完成的凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶柔性电极材料可以进行后续的表征和性能测试。
凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶材料的优点之一是其在导电性能方面的出色表现。
凹凸棒具有良好的导电性，可以提高材料的导电通路，从而提高电极的导电性能。
纳米纤维素则可以增加材料的比表面积，有利于电子传输的扩散和传导。
通过合理设计复合比例和制备工艺，可以实现凹凸棒和纳米纤维素之间的优化相互作用，进一步提高材料的导电性能。
此外，凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶材料还具有良好的机械柔性。
由于纳米纤维素的添加，材料的柔韧性得到了显著增强。
纤维素的起到支撑和增强作用，有效防止了凹凸棒的聚集和堆积，提高了材料的拉伸强度和弹性模量。
因此，凹凸棒/纳米纤维素复合气凝胶材料可以抵抗大范围的变形和拉伸，适应各种形状的电子器件的需求。
气凝胶的制备与应用研究
气凝胶的制备与应用研究气凝胶是一种轻质多孔的新型材料，具有优异的热、声、光和电学性能，被广泛应用于能源、环保、航空航天、生物医药等领域。
本文将介绍气凝胶的制备方法和应用研究进展。
一、气凝胶的制备方法气凝胶的制备方法主要有超临界干燥法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法和气相沉积法等。
其中，超临界干燥法是目前应用最广泛的制备方法，因其制备过程简单，可用于各种类型的物质，且制得的气凝胶密度低、孔径可控，具有良好的热稳定性和化学稳定性。
以下将对这四种方法分别进行介绍：1. 超临界干燥法超临界干燥法是指在高压高温下将液态物质变为气态，通过减压降温使物质从气态转变为凝胶状态，最终得到气凝胶。
该方法可用于制备化学性质稳定的无机气凝胶和多种有机气凝胶。
超临界干燥法的优点在于：可以改变超临界条件（压力、温度）来控制孔隙结构，得到可调控的孔径和孔隙大小的气凝胶。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是指将物质分散在溶液中形成胶体，通过蒸发、热处理或光聚合等方式使其自组装形成凝胶状态，再通过干燥处理形成气凝胶。
该方法制备的气凝胶可用于吸附剂、分离材料、催化剂和光学传感器等领域。
3. 冷冻干燥法冷冻干燥法是指将物质的溶液冷冻成凝胶状态，再通过蒸发水分或真空干燥等处理方式将其转变为气凝胶。
该方法制备出的气凝胶具有优异的孔隙性能和高比表面积，在光学、催化和隔热领域有广泛的应用。
4. 气相沉积法气相沉积法是指将一种适宜的前体物质在高温下裂解、氧化或还原等化学反应形成气态分子，通过气相沉积在固体表面上形成气凝胶。
该方法的优点在于：制备速度快，反应条件易于控制，可得到高纯度、高结晶度的气凝胶。
二、气凝胶的应用研究进展气凝胶的应用研究主要集中在以下几个领域：1. 能源领域气凝胶具有优异的隔热性能和低介电常数，可用作电容器介质、超级电容器、锂离子电池隔膜和太阳能电池支撑材料等。
目前，人们已经研制出多种具有优异性能的气凝胶，如碳气凝胶、二氧化硅气凝胶等，这些材料在节能环保领域和新能源领域有广泛的应用前景。
纤维素气凝胶材料的研究进展
的方法 简单易行，扩大 了纤维素气凝胶 纳米纤维气凝胶为模板制备中空管道网络结树 。 １ 的应 用 ，有 利于 其应用 于 电子器 件 。 图７ 以
Ｐ 氖
等Ｉ 以纤维素纳米纤维为单元 ，
制备 了柔韧 、可变形纤维素气凝胶 ，并 以其为模板 ， 制备了导 电材料 。 他们通过 四步制备了
低可 至 ００ １ｇｃ ，是 目前世界上 最轻 的固体材 料之一。它明显不 同于孔洞结构在 ． ／ ０ ｍ３
微米 和毫米级的多孔材料 ，具有极大 的比表 面积 。这种独特 的结构赋 予其许多优 良
的性能 ，在许多领域有着 广泛 的应用前 景。纤维素气凝胶材料包括 天然纤维素气凝 胶、再生纤维素气凝胶 和复合纤维 素气 凝胶 ，其具有 多孔 结构 及 良好的模板特 性， 在传感器、药物释放等方面具有潜 在的应用前景 。 关键词 ：气凝胶 ；纤维素 ；多孔材料
Ｏｓｏ 弼以细菌 纤 维素 纳 米 纤维 ｌｓｎ Ｊ
气凝胶为模板，制备得到磁性气凝胶纳
米材料 （ ６ 。首先通过冷冻干燥得到 图 ）
细菌纤维素纳米纤维气凝胶 ，然后将其 浸没在 Ｆ Ｓ ｄ ｏ Ｉ 中 （ ｅ Ｏ Ｃ Ｃ２ 物质的量 比为
２：１ ；升 温 到 ９ ℃使 得 非磁 性 的金 属 ） ０
到超 临 界干 燥法 的 问世 ，气 凝 胶材 料 才 引起研 究 者 的注 意 。 临 界干 燥法 可 以快 速 、批量 生 超
产 出精确尺寸、任意形状 以及 结构完整的气凝胶材料 。由于气凝胶材料的分散介质是气体， 且作 为凝胶 网络骨架的固体相，以及 网络的空隙结构均为纳米级别， 这种连续三维纳米网络 结构使其具有独特的性能，如高孔隙率 ，高比表面积，低热传导系数，低介电常数，低光折 射 率 ，低 声速 。这 些独 特 的性 质 不仅 使得 该材 料在 基础 研 究 中引起 人 们兴 趣 ，而且 在许 多领域蕴藏着广泛的应用前景 。
国外气凝胶发展情况
国外气凝胶发展情况气凝胶（aerogel）是一种具有极低密度、高孔隙率、低热导率和高比表面积的材料。
它由于其独特的物理和化学属性，被广泛应用于各个领域，如热隔离、吸波、吸附、催化、传感、过滤等。
气凝胶的发展工作在国外已有数十年的历史，下面将介绍一些国外气凝胶的发展情况。
一、气凝胶的发展历程气凝胶的研究起源于20世纪30年代，最早是由美国科学家史蒂文·库乐克发现的。
他在研究工作中发现了一种透明的干燥胶体，并将其命名为“苏菲尔凝胶”。
20世纪50年代，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家进一步改进了气凝胶的制备方法，开发了一种基于超临界干燥的制备技术。
此后，气凝胶的研究进展迅速，各国科学家纷纷加入到气凝胶的研究中。
二、气凝胶的应用领域1.热隔离：气凝胶由于其极低热导率，被广泛应用于热隔离领域。
例如，在航天飞行器和太空服中使用气凝胶作为热隔离材料，可以有效防止热量散失和渗透。
2.建筑保温：气凝胶在建筑保温领域也有广泛的应用。
将气凝胶铺设在建筑物的外墙和屋顶上，可以有效减少热量的传导。
相比传统的保温材料，气凝胶具有更好的保温效果和更小的厚度。
3.能量储存和传输：气凝胶具有优异的吸附和解吸能力，可以用于能量储存和传输。
例如，气凝胶可以吸收太阳能并储存，然后释放出来供应电力或供暖。
4.污水处理：气凝胶的大比表面积和孔隙结构可以用于吸附和去除水中的污染物。
一些国外的研究团队已经发展出了利用气凝胶进行污水处理的方法，取得了良好的效果。
5.生物医学：气凝胶在生物医学领域的应用也具有很大的潜力。
它可以用作药物控释、组织工程、细胞培养以及仿生材料等方面。
三、气凝胶的制备技术国外在气凝胶的制备技术方面进行了大量的研究。
主要的制备方法包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、气凝胶模板法等。
这些制备方法有各自的优点和适用范围，可以根据需要选择合适的方法进行制备。
四、气凝胶的发展趋势当前，国外的气凝胶研究主要集中在以下几个方面：首先，发展更高性能的气凝胶材料，如更低的热导率和更大的比表面积；其次，制备更多样化的气凝胶结构，如纳米级和多孔级的气凝胶；第三，开发更多应用领域，如能源、环境等领域；最后，提高气凝胶的制备效率和降低制备成本。
国外气凝胶材料研究进展
Advanced Materials Industry38国外气凝胶材料研究进展■ 文/江 洪 王春晓 中国科学院武汉文献情报中心气凝胶是世界上密度最小的固体，密度仅为3.55k g /m 3，也被称为“固态的烟”，具有膨胀作用、离浆作用等，还具有高比表面积、绝热等特征。
气凝胶材料在20世纪30年代由美国塞缪尔·基斯勒（Samuel Kistler）教授采用超临界干燥方法制备而成。
气凝胶自身的结构和性能使其具有重要的应用价值，广泛应用于服饰、建筑、环保等众多领域。
本文对国外气凝胶材料的制备工艺和应用进展进行介绍。
1 不同气凝胶材料的制备1.1 纤维素气凝胶纤维素是自然界中一种可再生的绿色生物质材料，其广泛存在于植物和部分海洋生物中。
纤维素气凝胶是以纤维素作为原材料制备而成，这种材料具有生物降解等环保特性。
纤维素气凝胶种类丰富，如细菌纤维素气凝胶、纳米纤维素气凝胶，其制备工艺通常都包含冷冻干燥等流程。
法国国家科学研究中心G a v i l l o n等人[1]将纤维素材料溶解于氢氧化钠溶液中，制备了一种新型高度多孔纯纤维素气凝胶材料，其内部比表面积在200～300m 2/g左右，密度在0.06～0.3g/cm 3之间。
科罗拉多大学Blaise等[2]人利用啤酒酿造工业的废弃物作为培养基，将使用醋酸杆菌制备出的细菌纤维素，再通过超临界干燥法等方法制备出一种细菌纤维素气凝胶材料，具有低热导率的特征，并提出未来使用食物垃圾作为培养基来提高生产力。
德国航空航天中心Schestakow等人[3]首先使用微晶纤维素作为原材料制备一种气凝胶，然后通过使用普通溶剂如水、乙醇、异丙醇或丙酮等溶剂将气凝胶进行再生，制备出了一种浓度为1%～5%（质量分数）的纤维素气凝胶，通过扫描电镜对这些气凝胶的收缩、比表面积、密度以及微观结新材料产业 NO.02 202139构和力学性能进行了表征，结果表明用丙酮再生的纤维素气凝胶的比表面积比用水再生的纤维素气凝胶高出60%。
研究方向纤维素基水凝胶
研究方向纤维素基水凝胶纤维素基水凝胶是一种在近年来备受研究者关注的新型材料。
它由纤维素作为主要原料制备而成，具有出色的生物相容性、可降解性以及优异的吸水性能。
纤维素基水凝胶在生物医学、食品包装、环境治理等领域具有广泛的应用前景。
本文将对纤维素基水凝胶的制备方法、性能以及应用进行综述，以期为相关领域的研究者提供有价值的指导。
首先，我们要明确纤维素基水凝胶的制备方法。
纤维素的源头可以是天然纤维素或再纤维化纤维素，如木质纤维素、纸浆等。
纤维素可经过化学或生物处理以获得水凝胶。
化学方法包括纤维素的酯化、氧化、酶解等。
生物方法则利用微生物、酶或发酵过程来提取和修饰纤维素。
这些方法中的选择将直接影响纤维素基水凝胶的性能和应用。
其次，我们关注纤维素基水凝胶的性能特点。
纤维素基水凝胶具有高度可调的吸水性能，可以实现高倍增效应，从而广泛应用于生物传感器、水净化等领域。
此外，纤维素基水凝胶还具备优异的可降解性，不会对环境造成污染，因此在食品包装材料、药物传递等方面具有广泛应用前景。
另外，纤维素基水凝胶还具有良好的生物相容性，能够与生物组织兼容，有助于生物医学领域的应用。
最后，我们要重点介绍纤维素基水凝胶的应用领域。
首先是生物医学领域，纤维素基水凝胶可以作为组织工程支架、药物传递系统等方面的理想材料。
其次是食品包装领域，纤维素基水凝胶可以应用于食品保鲜、延长货架寿命等方面，有助于环境友好型食品包装材料的开发。
另外，纤维素基水凝胶还具有在环境治理领域的广泛应用前景，可以用于水污染物吸附、土壤修复等方面。
总之，纤维素基水凝胶作为一种新型材料，在生物医学、食品包装、环境治理等领域具有广阔的应用前景。
通过对其制备方法、性能以及应用的全面综述，我们希望能为相关研究者提供指导，在推动纤维素基水凝胶的研究与应用方面发挥积极作用。
气凝胶在医学领域中的应用
气凝胶在医学领域中的应用1.引言1.1 概述概述部分的内容：气凝胶是一种由超轻质固体材料构成的多孔材料，具有高度的孔隙结构和大的比表面积。
它逐渐成为医学领域中的研究热点，因为其独特的物理和化学性质以及多功能特性。
气凝胶具有低密度、高吸附性、绝热性和低热导率等特点，这使得它在医学领域中具有广泛的应用潜力。
本文将重点介绍气凝胶在医学领域中的应用。
首先，我们将探讨气凝胶在医学诊断中的应用。
医学诊断是一项关键的医疗活动，而气凝胶可以作为一种有效的生物传感器，用于检测和诊断多种疾病。
其高度多孔的结构可以提供更大的表面积用于生物分子的吸附，从而实现更高灵敏度的检测。
其次，我们将介绍气凝胶在药物传递中的应用。
药物传递是一种常见的治疗方式，而气凝胶可以用来包埋和传递药物，以达到更好的治疗效果。
通过对气凝胶在医学领域中的应用的深入探讨，我们可以看到其巨大潜力和广阔前景。
利用气凝胶作为载体，可以提高药物输送的效率和精确度，减少不良反应，并促进治疗的个性化。
此外，气凝胶还可以用于生物医学材料的制备和组织工程领域，为医学研究和治疗提供更多可能性。
在接下来的章节中，我们将更详细地探讨气凝胶在医学诊断和药物传递中的具体应用。
通过研究这些应用领域，我们可以加深对气凝胶在医学领域中的作用和优势的理解，为未来的研究和应用提供更多的思路和启发。
最后，我们将总结目前气凝胶在医学领域的应用，并展望其未来的发展前景。
1.2 文章结构文章结构部分内容如下：文章结构本文将探讨气凝胶在医学领域中的应用。
全文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将通过概述、文章结构和目的来介绍本文的主要内容和研究动机。
首先，我们将通过概述部分简要介绍气凝胶的基本概念和特点，以及其在医学领域中的广泛应用。
接下来，文章结构部分将概述本文的主要章节和各章节的内容安排，以便读者能更好地理解全文的组织结构。
最后，我们将明确本文的目的，即通过深入研究气凝胶在医学领域中的应用，探讨其潜在的价值和发展前景。
2024年纤维素凝胶市场分析现状
2024年纤维素凝胶市场分析现状简介纤维素凝胶是一种由纤维素材料制成的凝胶形态的产物。
纤维素是一种常见的天然高分子材料，具有广泛的应用领域，包括食品、医药、化妆品等。
纤维素凝胶因其稳定性、可吸水性和生物可降解性而成为研究和应用的热点。
本文将对纤维素凝胶市场的现状进行分析。
市场规模纤维素凝胶市场目前呈现出快速增长的态势。
根据市场研究报告，全球纤维素凝胶市场规模在近几年内每年都有显著增长，预计到2025年将达到XX亿元。
这主要得益于纤维素凝胶作为一种可持续发展的材料，受到了广泛关注和应用。
市场驱动因素纤维素凝胶市场的增长受到了多个因素的驱动。
首先，消费者对可持续发展和生态友好产品的需求不断增加。
纤维素凝胶作为一种生物可降解和可再生的材料，符合当下消费者对环保产品的追求。
其次，纤维素凝胶具有优异的性能特点，如吸水性能、稳定性等，使其在食品、医药和化妆品等领域得到广泛应用。
此外，纤维素凝胶的研发和创新也推动了市场的发展。
市场应用领域纤维素凝胶在多个行业都有广泛的应用。
在食品行业，纤维素凝胶可用作食品添加剂，用于增加食品的稳定性和质感。
在医药行业，纤维素凝胶可用于制备药物载体，用于控释药物和伤口敷料等。
在化妆品行业，纤维素凝胶可用于制备面膜和乳液等产品。
此外，纤维素凝胶还具有许多其他应用领域，如纺织品、纸浆和纸张等。
市场竞争格局纤维素凝胶市场具有较高的竞争度。
目前，市场上存在许多纤维素凝胶生产商和供应商，它们竞争激烈。
这些企业通过产品质量、价格和市场拓展等方面来争夺市场份额。
同时，纤维素凝胶市场还面临一些挑战，如生产成本较高、技术创新缺乏等。
市场前景展望纤维素凝胶市场的前景十分广阔。
随着可持续发展理念的不断普及和消费者对环保产品的追求，纤维素凝胶市场将继续保持稳定的增长态势。
同时，纤维素凝胶在新兴领域的应用将成为市场的新亮点。
例如，在纤维素凝胶用于生物医学和纳米技术领域的研究不断深入，将为纤维素凝胶市场带来更多的机遇。
纳米纤维素气凝胶的制备及增强改性方法研究进展
纳米纤维素气凝胶的制备及增强改性方法研究进展龙军1509302003广西大学木材科学与技术摘要：纳米纤维素气凝胶材料兼具绿色可再生的纤维素材料和多孔固体材料的双重优点，已成为世界近几年的重点应用开发领域之一。
本文从天然纳米纤维素气凝胶的制备方法出发，概述了影响其结构和性能的主要因素，并就目前已有的力学增强改性方法进行了总结和分析，最后对天然纳米纤维素气凝胶材料的研究方向进行了展望。
关键词：纳米纤维素；气凝胶；增强改性Advances on Preparation and Reinforcing Modification of CelluloseNanofibril AerogelAbstract：Cellulose nanofibril aerogel, which with the combination of the advantages and characteristics of the renewable biopolymer and highly porous material, has become one of the world's key application development areas in recent years. In this review, the preparation method of natural cellulose nanofibril aerogels and the main factors influencing their structure and perfor mance were overviewed, and then the already existed mechanical modification methods are summarized and analyzed. Finally, a perspective on the research directions of the cellulose nanofibril aerogel materials in the future is briefly discussed．Key words：Cellullose Nanofibril; Aerogel; Reinforcing Modification1引言气凝胶是在保持凝胶三维网络结构不变的条件下，将其中的液体溶剂除去而形成的一种纳米结构的多孔固体材料[1]。
纤维素气凝胶材料的研究进展
纤维素气凝胶材料的研究进展一、本文概述纤维素气凝胶材料作为一种新型的轻质多孔材料，近年来在材料科学领域引起了广泛关注。
其独特的结构和性能，使其在能源、环保、生物医学等多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面综述纤维素气凝胶材料的研究进展，包括其制备方法、性能优化以及在不同领域的应用现状。
文章将首先介绍纤维素气凝胶材料的基本特性，如结构、孔径分布和表面性质等，然后重点分析近年来的制备技术革新，如模板法、冷冻干燥法、超临界干燥法等。
随后，文章将探讨纤维素气凝胶材料的性能优化策略，如通过复合改性、表面修饰等方法提高其力学强度、热稳定性、吸附性能等。
文章将总结纤维素气凝胶材料在能源存储与转换、废水处理、药物载体等领域的应用实例，并对其未来的发展趋势进行展望。
通过本文的综述，旨在为相关领域的科研工作者和工程师提供全面的参考和指导。
二、纤维素气凝胶材料的制备方法纤维素气凝胶材料作为一种新型的轻质多孔材料，在能源、环保、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。
其制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法和生物法等。
物理法主要依赖于纤维素分子间的相互作用力，如氢键、范德华力等，通过冷冻干燥、超临界干燥等技术手段制备气凝胶。
这种方法操作简单，对设备要求较低，但制备过程中往往难以完全去除溶剂，导致气凝胶的孔结构不稳定。
化学法则主要利用化学试剂对纤维素进行交联、改性，再经过干燥过程得到气凝胶。
常见的化学交联剂有环氧氯丙烷、丙烯酰胺等。
通过化学法可以制备出结构稳定、性能优异的气凝胶，但过程中可能涉及有毒有害物质，对环境造成一定污染。
生物法则利用酶、微生物等生物催化剂对纤维素进行生物转化，从而制备气凝胶。
这种方法绿色环保，符合可持续发展理念，但生物催化剂的活性受温度、pH值等条件影响，制备过程较为复杂。
近年来，随着纳米技术的飞速发展，纳米纤维素气凝胶的制备也成为研究热点。
纳米纤维素具有比表面积大、力学性能好等优点，可以显著提高气凝胶的性能。
一种细菌纤维素气凝胶纤维的制备方法及其应用
一种细菌纤维素气凝胶纤维的制备方法及其应用细菌纤维素是一种天然的生物高分子材料，具有优异的生物相容性和生物可降解性，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。
为了充分发挥细菌纤维素的优势，研究人员提出了一种制备细菌纤维素气凝胶纤维的方法，并探索了其在医学领域的应用。
该制备方法首先通过发酵法获得细菌纤维素，接着将其纤维化。
在纤维化过程中，采用了一种无机盐溶液处理的方法，以改善纤维素的溶解性和流动性。
然后，通过干燥和交联处理，得到具有良好稳定性和结构性的细菌纤维素气凝胶纤维。
细菌纤维素气凝胶纤维具有多种优异特性，使其在医学领域具有广泛的应用潜力。
首先，其生物相容性良好，可以降低人体对植入物的排斥反应。
其次，细菌纤维素气凝胶纤维具有良好的生物可降解性，可以避免二次手术的风险，减少患者的痛苦和康复时间。
此外，细菌纤维素气凝胶纤维还具有较大的孔隙度和表面积，有利于细胞的附着和生长，促进伤口的修复。
在医学领域，细菌纤维素气凝胶纤维可用于制备生物可降解的创面敷料，可以有效地控制创面的渗出液，促进伤口的愈合。
此外，细菌纤维素气凝胶纤维还可以用于组织工程领域，制备人工血管和人工皮肤等生物材料。
这些生物材料在临床上可以替代受损组织，促进组织再生和修复。
细菌纤维素气凝胶纤维的制备方法及其应用为生物医学领域带来了新的研究方向和发展机遇。
然而，仍然存在一些挑战需要克服，如纤维化的效率和纤维素的功能改性等。
因此，需要进一步的研究和探索，以进一步提高细菌纤维素气凝胶纤维的制备效率和应用性能。
综上所述，细菌纤维素气凝胶纤维的制备方法及其应用在生物医学领域具有广阔的前景。
通过不断地深入研究和技术创新，相信细菌纤维素气凝胶纤维将为医学领域带来更多的突破和进展，为人类的健康福祉做出更大的贡献。
纤维素气凝胶 原位合成法
纤维素气凝胶原位合成法纤维素气凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料，其原位合成法是一种有效的制备方法。
本文将介绍纤维素气凝胶的原位合成法及其应用领域。
我们来了解一下纤维素气凝胶的特性。
纤维素是一种天然高分子化合物，具有丰富的资源、可再生性和生物降解性等优点。
纤维素气凝胶是通过将纤维素纳米颗粒在一定条件下形成凝胶状的材料。
纤维素气凝胶具有超低密度、高比表面积、优异的吸附性能和储存能力等特点，被广泛应用于能源储存、环境治理、生物医药等领域。
原位合成法是一种在纤维素溶液中直接合成纤维素气凝胶的方法。
该方法首先需要选择合适的溶剂和交联剂，将纤维素溶解在溶剂中形成纤维素溶液。
然后，通过适当的方法加入交联剂，使纤维素溶液发生交联反应，形成纤维素凝胶。
最后，将纤维素凝胶进行干燥处理，得到纤维素气凝胶。
纤维素气凝胶的原位合成法具有以下优点。
首先，该方法无需使用有机溶剂，避免了环境污染和溶剂残留问题。
其次，原位合成法可以在温和的条件下进行，避免了纤维素结构的破坏和降解。
此外，该方法具有工艺简单、成本低廉等特点，适用于大规模生产。
纤维素气凝胶的原位合成法在能源储存领域具有广泛应用前景。
纤维素气凝胶作为超级电容器电极材料，具有高比电容、长循环寿命和快速充放电特性。
此外，纤维素气凝胶还可以用于锂离子电池、超级电容器和燃料电池等能源储存设备的电极材料，具有很高的应用价值。
纤维素气凝胶的原位合成法在环境治理领域也有着重要的应用。
纤维素气凝胶具有大孔径、高表面积和优异的吸附性能，可以用于水处理、废气治理和土壤修复等环境领域。
例如，纤维素气凝胶可以作为吸附剂去除水中的重金属离子和有机污染物，具有很高的吸附容量和吸附速度。
此外，纤维素气凝胶还可以用于油水分离、废气净化和垃圾填埋场气体处理等环境治理领域。
纤维素气凝胶的原位合成法还在生物医药领域展示出巨大的潜力。
纤维素气凝胶可以用作药物控释材料、组织工程支架和生物传感器等。
例如，纤维素气凝胶可以通过控制凝胶的孔隙结构和孔径来实现药物缓释，具有良好的生物相容性和生物降解性。
功能性纤维素基气凝胶的制备及其对染料的吸附降解行为研究
研究不足与展望
功能性纤维素基气凝胶的制备方法仍有待优化
为了进一步提高气凝胶的性能，需要进一步研究不同制备条件对其性能的影响，探索更加 优化的制备方法。
吸附降解行为研究有待步研究不同染料种 类、浓度等因素对其性能的影响，以便更好地应用于实际废水处理中。
01
通过化学改性、物理交联等手段，成功制备出具有优异性能的
功能性纤维素基气凝胶。
吸附降解行为研究效果显著
02
功能性纤维素基气凝胶对染料具有较好的吸附降解性能，可有
效降低废水中的染料含量，实现废水的净化处理。
循环使用性能优良
03
功能性纤维素基气凝胶具有较好的循环使用性能，经过多次使
用后仍能保持较高的吸附降解效果。
面临的挑战与解决方案
01
02
03
04
05
面临的挑战
功能性纤维素基气凝胶的 制备过程复杂，对设备要 求高，且在吸附降解染料 过程中可能面临染料种类 多、浓度变化大等问题， 对气凝胶的性能要求较高 。
解决方案
针对以上问题，可以采取 以下措施
1. 优化制备工 艺
通过调整原料配比、反应 条件等参数，提高气凝胶 的比表面积和孔结构，提 高其吸附性能。
04
功能性纤维素基气凝胶在 染料废水处理中的应用前
景与挑战
应用前景与技术路线
应用前景
功能性纤维素基气凝胶具有高比表面积、多 孔结构和良好的吸附性能，在染料废水处理 领域具有广阔的应用前景。
技术路线
通过制备功能性纤维素基气凝胶，研究其对 染料的吸附降解行为，探索最佳吸附和降解 条件，为染料废水处理提供新的技术路线。
吸附降解实验及结果分析
实验方法
通常采用静态吸附实验和动态吸附实验两 种方法，分别研究在静态和动态条件下的 染料吸附降解行为。实验中需控制变量， 如温度、湿度、pH值、染料浓度等。
新型气凝胶的研究及应用前景
新型气凝胶的研究及应用前景随着科技的不断进步和发展，新型材料的研究和应用也变得越来越重要。
其中，气凝胶作为一种新型材料，具有轻质、多孔、高比表面积等特性，因此备受科学界和工业界的关注。
本文将介绍气凝胶的基本概念以及最新的研究进展，并探讨气凝胶在能源、环保、生物医药和航空航天等领域的应用前景。
一、气凝胶的基本概念气凝胶是一种独特的多孔性材料，它的主要成分是固体、液体或气体。
它的制备方法主要有两种：溶胶-凝胶法和超临界干燥法。
其中，溶胶-凝胶法是利用化学反应或物理处理将固体或液体转化为凝胶，然后通过干燥去除水分得到气凝胶。
超临界干燥法则是将原料直接转化为气凝胶，避免了凝胶的形成过程，能够制备出高质量的气凝胶。
二、气凝胶的研究进展气凝胶作为一种新型材料，其研究进展正在快速发展。
近年来，国内外科学家在气凝胶的制备、性质和应用方面做了大量的研究。
在制备方面，人们逐渐意识到溶胶-凝胶法的缺陷，开始研究利用超临界干燥方法制备气凝胶。
在性质方面，人们对气凝胶的孔径结构、比表面积、稳定性等方面进行了研究。
此外，人们还通过掺杂、复合等方法改善气凝胶的物理和化学性能，使其能够广泛应用于各领域。
三、气凝胶在能源领域的应用前景气凝胶在能源领域有广阔的应用前景。
首先，气凝胶能够作为高效催化剂，用于制备氢燃料电池；其次，气凝胶作为一种良好的隔热材料，可广泛应用于太阳能和地热能的利用。
此外，气凝胶还可以用于制备高效光催化剂、储氢材料等，能够为能源领域的发展做出重要贡献。
四、气凝胶在环保领域的应用前景气凝胶的应用也将有助于环保领域的发展。
首先，气凝胶中的高比表面积和孔径结构使其能够有效吸附空气中的有害物质，如VOCs、氧化物和氮化物等。
此外，气凝胶还可以用于制备过滤器、催化剂等，提供环保技术的可能性。
五、气凝胶在生物医药领域的应用前景气凝胶在生物医药领域的应用也十分广泛。
气凝胶能够制备出高比表面积和孔径结构的药物载体、生物传感器等，可以制备出高效、低剂量的药物，同时避免药物副作用的产生。
纳米纤维素气凝胶的制备与应用
纳米纤维素气凝胶的制备与应用孙镇镇/文【摘要】气凝胶作为世界上最轻的固体之一，一经发现便引起了专家学者的争相研究，纳米纤维素基气凝胶在具备传统气凝胶特性的基础上融入了纳米纤维素的可再生、低密度、低生物降解性、低成本和无毒等特性成为了继无机气凝胶和有机聚合物气凝胶后的新一代气凝胶材料。
本文介绍了纳米纤维素的基本特性，对纳米纤维素气凝胶的制备方法进行了重点阐述，最后对其应用进行了展望。
【关键词】纳米纤维素气凝胶；特性；制备方法；应用气凝胶作为世界上最轻的固体之一，一经发现便引起了专家学者的争相研究，其种类也得到了极大的丰富，有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系以及金属系等。
纳米纤维素基气凝胶在具备传统气凝胶特性的基础上融入了纳米纤维素的可再生、低密度、低生物降解性、低成本和无毒等特性成为了继无机气凝胶和有机聚合物气凝胶后的新一代气凝胶材料。
纳米纤维素是指直径小于100nm，长度可从几百纳米到微米级别的纤维素聚集体[1]。
以形态分，纳米纤维素主要分为纳米微晶纤维素（部分文献中也称为纳米纤维素晶须，通常记为NCC或者 CNC）和纳米微细化纤维素（有时也被称为微米微细化纤维，通常记为 NFC，CNF或者 MFC）两类。
1.纳米纤维素的基本特性纤维素分子链通过氢键结合构成具有结晶区和无定型区的原纤丝，进而聚集成微纤丝。
分离微纤丝、提取纤维素结晶可得到直径小于100nm的纳米纤维素。
纳米纤维素尺寸小，却具有优良的力学性能以及热学性能。
在力学性能方面，纳米纤维素弹性模量高（大于140GPa）、密度低，导致其单位质量弹性模量甚至高于钢铁、铝等常用金属建筑材料[2]。
1.1自组装性能自组装性能是纳米纤维素的一个重要特性，纳米纤维素表面存在大量带电官能团（如磺酸基、羧基），因而可均匀稳定地分散在水中连续地从纳米纤维素水溶液中去除水分可使纳米纤维素以一定的构型排列，最小化纳米纤维素间的静电作用力，自组装成液晶。
1.2负抗磁各向异性纳米纤维素具有负抗磁各向异性，在外界电场、磁场作用力以及剪切力引导下可有序排列。
基于离子液体的纤维素气凝胶制备及应用研究
基于离子液体的纤维素气凝胶制备及应用研究一、概览纤维素气凝胶作为一种新型轻质多孔材料，因其独特的三维网络结构、高孔隙率、高比表面积以及良好的生物相容性和可降解性，在能源、环保、生物医学等多个领域展现出广阔的应用前景。
传统的纤维素气凝胶制备技术往往存在生物质利用方法受限、制备过程复杂、反应条件苛刻、溶剂毒性和腐蚀性较强以及溶剂回收困难等问题，这极大地限制了其大规模应用和市场推广。
为了克服这些挑战，本文提出了一种基于离子液体的纤维素气凝胶制备新方法。
离子液体作为一种新型绿色溶剂，具有独特的分子结构和化学性质，对纤维素具有良好的溶解能力，且反应条件温和、毒性低、可回收利用。
利用离子液体作为溶剂，不仅可以简化制备过程，降低能耗和污染，还有望提高纤维素气凝胶的性能和稳定性。
本文首先详细阐述了基于离子液体的纤维素气凝胶制备技术，包括原料选择、离子液体的筛选、溶解过程优化、凝胶化过程控制以及干燥方式的选择等。
通过对制备技术的深入研究，成功制备出性能优异的纤维素气凝胶材料，并对其结构、形貌和性能进行了表征和分析。
本文还进一步探讨了纤维素气凝胶在各个领域的应用。
通过与其他材料的复合改性或表面修饰，提高了纤维素气凝胶的力学强度、热稳定性、吸附性能等，使其在不同领域的应用更加广泛和深入。
在能源领域，纤维素气凝胶可作为高效隔热材料或储能介质；在环保领域，可作为高效吸附剂用于废水处理或空气净化；在生物医学领域，可作为药物载体或组织工程支架等。
基于离子液体的纤维素气凝胶制备及应用研究不仅具有重要的理论价值，还具有广阔的市场前景和实际应用意义。
随着研究的不断深入和技术的不断完善，相信纤维素气凝胶将在更多领域发挥其独特优势，为人类的可持续发展做出积极贡献。
1. 纤维素气凝胶的概述纤维素气凝胶，作为一种多孔材料，是在保持凝胶网络结构不变的条件下，通过除去其中的液体溶剂而制得。
其独特之处在于其氢键网络结构、出色的生物相容性和可降解性，这些特性使得纤维素气凝胶在弥补传统无机气凝胶和聚合物气凝胶的缺点方面展现出显著优势，从而成为环境友好型多孔材料的有力候选者。
纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附分离应用研究进展
展，研究者已开发出多种制备方法。其制备流程包括
［6］
径为 5~60 nm，具有较大的长径比，能以网状结构啮
合
。CNC 呈针状，直径为 5~70 nm，长径比一般较
［7］
小，由于其分子结构仅由结晶区组成，故其结晶度较
4 个基本过程，即纳米纤维素的制备、纳米纤维素的
凝胶化、溶剂置换和湿凝胶干燥。每个过程均会影响
超临界 CO2 干燥法制备的气凝胶，在溶剂置换时需选
方法，包括悬浮液的单向冻结、冰晶的单向生长、冷
择能高度溶解于 CO2 的有机溶剂，如乙醇、丙酮。Li
冻干燥等步骤，得到的多孔结构模拟了冰晶的单向生
利用丙酮溶剂置换法和常压干燥法制备了纤维
长形态，气凝胶的各向异性主要由凝胶组织的各向异
素纳米纤丝基气凝胶；结果表明，制备得到的气凝胶
重点实验室，山东济南，250353）
摘
要：纤维素基功能材料的产业化是传统造纸行业转型升级的重要发展方向。纳米纤维素基气凝胶是一种基于纳米纤维素制备而成
的轻质固体材料，具有孔隙率高、比表面积大、低密度和可生物降解等优点，在吸附分离领域有广泛的应用。本文对纳米纤维素基气
凝胶的制备方法进行了总结，探讨了制备过程对纳米纤维素基气凝胶结构的影响，综述了纳米纤维素基气凝胶在吸附分离领域中的应
的应用中起着至关重要的作用 ［46］。纳米纤维素基气
微观结构 ［52］。
凝胶的常用干燥方法有冷冻干燥法和超临界流体干燥
法，这两种方法均可以防止气凝胶的孔隙结构由于毛
细管作用力而塌陷。
中 国 造 纸 学 报
Transactions of China Pulp and Paper
Vol. 36，No. 2，2021
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第26卷第1期2018年3月纤维素科学与技术Journal of Cellulose Science and TechnologyV ol. 26 No. 1Mar. 2018文章编号：1004-8405(2018)01-0069-09 DOI: 10.16561/ki.xws.2018.01.02纤维素复合气凝胶制备技术及其在生物医药领域的研究进展付菁菁1，何春霞2，陈永生1，王思群3*（1. 农业部南京农业机械化研究所，江苏南京210014；2. 南京农业大学工学院，江苏南京210031；3. 田纳西大学再生碳中心，美国诺克斯维尔TN37996）摘要：新生代的纤维素气凝胶材料兼具传统气凝胶的优良特性及自身优良生物相容性和可降解性，在生物医药等领域应用前景广阔。
本研究简述了纤维素气凝胶的制备过程，综述了直接添加/生成法、构建客体法和直接包覆法三种常见的纤维素复合气凝胶制备技术，列举了纤维素气凝胶在药物运载系统、组织工程等生物医药领域的应用，最后对纤维素气凝胶材料的发展前景和研究方向进行了展望。
关键词：纤维素复合气凝胶；制备技术；生物医药；药物运载；组织工程中图分类号：O636.1 文献标识码：A气凝胶的概念首次是在1931年由Kistler教授提出的，这种低密度、高孔隙率、高比表面积、低导热系数、低介电常数以及独特结构的纳米材料使其具有广阔的发展前景[1]。
在新一代气凝胶发展阶段，由于纤维素气凝胶兼具传统气凝胶的优良特性及自身优良生物相容性和可降解性而得到迅速发展[2]。
纤维素及其制品的研究和应用已有将近150年的历史[3]，而纤维素气凝胶仅在2001年首次合成[4]，但纤维素气凝胶的优越特性和多功能性使其应用范围从药物载体、光催化、超级电容器[5-7]，发展到燃料电池电极、相变储能材料[8-9]和废水处理、甲醛吸附[10-12]等。
近年来关于纤维素气凝胶的研究方向主要是复合气凝胶的制备及其性能提高和新功能开发，从而拓宽纤维素气凝胶在更多领域的发展与应用。
已有文献对纤维素气凝胶在疏水吸油、电子等领域的应用进行了总结，本研究基于纤维素气凝胶功能性增强，系统地介绍和总结了纤维素复合气凝胶的制备技术及其在生物医药领域的研究进展，并对其发展前景进行了展望。
1 纤维素复合气凝胶的制备技术1.1纤维素气凝胶的制备过程目前已有很多技术开发用于制备具有纤维素网络结构的气凝胶：纤维粘接技术、冷冻干燥、超临界流体技术、模压和盐析法、气体发泡法、快速成型法和静电纺丝技术等[13-16]，其中冷冻干燥和超临界干燥是较常选用的制备方法。
纤维素气凝胶的制备过程可分为四个步骤：纤维素的溶解或分散，凝胶的形成及老化，溶剂置换和凝胶干燥。
由于纤维素分子间及分子内极强的氢键作用、复杂的聚集结构和结晶区的存在，使得纤维素很难溶于水和普通有机溶剂[17]。
目前，已有文献对纤维素气凝胶的制备进行了综述，可通过直收稿日期：2017-09-27基金项目：林业公益化行业科研专项（201504603）；中国农科院农业科技创新工程项目“生物质转化利用装备创新团队”。
作者简介：付菁菁（1989~），女，博士研究生；研究方向：生物质复合材料。
* 通讯作者：王思群（1959~），教授；研究方向：生物质复合材料。
swang@70 纤维素科学与技术第26卷接溶解法或水相分散法提取纤维素[18]，再选用合适的液体媒介贯穿三维结构形成凝胶，之后进行溶剂置换，最终经过超临界干燥、冷冻干燥或常压干燥[19]获得气凝胶。
1.2纤维素复合气凝胶的制备技术纤维素复合气凝胶的制备是基于纤维素气凝胶的制备基础，关键步骤是将其他纳米材料或基团并入纳米纤维素基体中（即对其进行改性）。
纤维素复合气凝胶的多功能化归功于纤维素体系中生成的新基团或新成分，将其他材料或基团引入纤维素基体主要有以下三种不同的方式[20]：一是在纳米纤维素分散体系中直接添加或生成客体材料，二是在纳米纤维素材料的体相结构中构建客体材料，三是在纤维素表面直接包覆客体材料。
1.2.1 直接添加/生成法直接添加/生成法即在纳米纤维素分散体系中直接添加或生成客体材料。
直接机械混合法是最易实现的手段，如将碳纳米管（CNT）分散系和纤维素分散在碱性尿素水溶液环境下简单机械搅拌均匀形成CNT-纤维素溶胶体系[21]。
超声法也可实现客体材料与纤维素复合，如刘昕昕[22]使用超声法将氧化铁均匀分散于再生纤维素溶液中，再经溶剂置换和冷冻干燥即可得到纤维素/氧化铁复合气凝胶；卢芸[23]将超声法与化学处理结合“自上而下”制备出纳米纤丝化甲壳素气凝胶。
在溶胶-凝胶过程中形成纤维素复合溶胶体系也是较常采用的方法：溶胶-凝胶法制得氧化铝溶液，再将水溶性羟乙基纤维素与其混合均匀、冷冻干燥制备出高强度的纤维素复合气凝胶[24]。
其他方法还有紫外辐射法、光交联法：在TEMPO氧化的纳米纤维素分散体系中加入一定量的银盐（AgNO3），通过紫外辐射使得羧酸盐基团与Ag+链接，再经冷冻干燥可制备出柔性导电复合气凝胶[25]；王静等[26]先通过机械混合法将细菌纤维素（BC）加入到聚乙烯醇-苯乙烯基吡啶盐缩合物（PV A-SbQ）溶液中得到复合溶液，再将PV A-SbQ/BC混合体系在紫外光（400 W）照射120 min 以得到光交联PV A-SbQ/BC复合纳米材料，最后进行冷冻干燥后得到复合气凝胶。
离子诱导凝胶法和化学还原法也有研究报道：Yao等[27]用离子诱导凝胶法制得纳米纤维素和氧化石墨烯（GO）的水溶液，再经过氢碘酸（HI）化学还原GO和冷冻干燥得到两亲性的超轻多功能石墨烯/纤维素复合气凝胶，可应用于压力响应传感器等。
1.2.2 构建客体法该法与直接添加/生成法不同的是在纳米纤维素材料的体相结构中构建客体材料。
由于纳米纤维素具有一定延展性且牢固的网状结构，是构建客体功能材料的优良模板或支架材料（template）。
浸渍法是最简便形成纤维素模板支撑客体材料的方法：Liu等[28]通过简单浸渍法将纤维素水凝胶薄膜浸渍于FeCl3和CoCl2混合均匀的水溶液中，使再生纤维素网络结构作为纳米钴铁（CoFe2O4）的支架从而获得复合水凝胶体系，再经冻干法制得磁性纤维素复合气凝胶。
其他方法还有原位法等，如吴鹏[29]通过原位合成法成功地将纳米Ag2O颗粒引入纤维素凝胶球网络中制备出Ag2O/纤维素气凝胶球，能较好吸附I2蒸汽；Wan等[30]采用一步低温水热法将ZnO纳米棒嵌入纤维素气凝胶可用于光催化和压电等领域；权迪[31]采用环氧化反应使纤维素成功固载β-CD，再通过β-CD对茉莉精油的包载作用，可成功的把茉莉精油引入到纤维素高分子链中，使得纤维素具有一定的缓释功能。
在气凝胶基体中负载活性化合物等[32]用于药物运载系统也是此方法应用的典型代表。
1.2.3 直接包覆法在纤维素表面直接包覆客体材料，即对纤维素进行表面改性或涂层（coating改性）：纤维素表面改性常用于改善纤维素在聚合物基体中的相容性和均匀分散性，涂层改性通常是使纤维素表面疏水化。
常用的第1期付菁菁等：纤维素复合气凝胶制备技术及其在生物医药领域的研究进展71表面改性法是用2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基（TEMPO）对纤维素进行氧化催化，通过引入醛和羧基等功能团使其衍生出新的工业用途[33]：如TEMPO氧化改性后，纤维素气凝胶微观形貌更为均匀，从而其力学性能得以提高[34]。
聚合物接枝法是通过聚合反应使得聚合物的功能基团接枝到纤维素分子链上以拓宽纤维素气凝胶的多功能性：如聚乙烯亚胺（PEI）接枝纳米纤维素气凝胶具有较高药物运载能力[35]。
化学气相沉积法（CVD）、原子层沉积法（ALD）是形成疏水涂层的常用方法：Zhai等[36]采用非定向冷冻干燥法制备聚乙烯醇（PV A）/纤维素复合气凝胶，再用三氯甲基硅烷CVD法使得聚二甲基硅氧烷（PDMS）充分填充于气凝胶多孔结构中得到超疏水复合气凝胶；Korhonen等[37]选用ALD法将TiO2引入纤维素气凝胶基体，以获得疏水亲油性质，可反复利用吸附油性物质。
使用涂层剂在纤维素表面形成疏水涂层也是简单且有效的方法：甲基三甲氧基硅烷（MTMS）[38]、三甲基氯硅烷（TMCS）[39]等是常用的涂层剂。
除了化学涂层法，物理涂层法也可使纤维素气凝胶获得疏水表面，如已商业化的水喷淋技术（ReviveX®Nubuck）[40]，此方法可应用于大批量生产中。
纤维素与其他材料，不论经物理方法还是化学方法复合制备的纤维素复合气凝胶，不仅具备了纤维素气凝胶本身优异的性能，还由于功能性材料的引入拓展了其特殊性能，使其应用领域日益广泛。
2 纤维素气凝胶在生物医药领域的应用2.1纤维素气凝胶在药物运载系统中的应用传统的药物配方有很多不良反应，且大多数非类固醇抗炎药的血浆清除半衰期很短（2～4 h）[41]；药物可溶性差也是药物开发需要考虑的因素之一。
采用亲水性载体吸附药物时，药物分解率得以很大提高[42]，因此药物控制释放技术应运而生，药物运载系统可提供相对稳定的释放率、降低毒性以及优化药物疗法，并且提高了病人的依从性和便利性[43]。
一些聚合物被开发研制来实现药物控制与释放，如PE、PP、PDMS 等，但它们大多数是合成物且不可降解[44-45]。
纤维素等多糖物质的稳定性、可得性、可再生、可降解以及低毒性等性能使其成为药物释放系统的优良材料[46]。
常见的药物释放系统包括离子交换树脂、薄膜、微球、凝胶等[47-50]，具有开孔结构和高比表面积的纤维素气凝胶作为药物释放系统得到越来越多的关注。
近年来纤维素气凝胶作为药物释放系统，重点研究方向是提升药效、载药量和药物有效期[50-51]，但他们又受到很多因素的影响，如外界条件[52]（pH值，温度等）、药物粒径、基体比例、可溶性等[53]。
在气凝胶基体上负载活性物质主要有两种途径：一是溶胶凝胶过程（凝胶前[54]或在溶剂置换期间[51]），二是在干燥后的气凝胶基体上负载[42, 55]。
作为药物释放系统的重要因素，释放率会随着填充量、形成药物负载时的压力、承载材料和药物表面积等的变化而变化[55]。
气凝胶材料的质构特性（如密度、孔尺寸、比表面积等）也影响着药物在基体中的吸附行为，而且还是决定药物承载能力的关键因素[51]。
基体的表面改性也对释药行为和包埋药物的药效率影响显著[56]。
通常情况下，气凝胶的比表面积和孔体积越大，载药能力就越高，同时在高比表面积和网状结构气凝胶中药物的释放速率快，体外吸收也较快[57-58]。
负载药物的凝胶常压干燥时会产生不能进行药物释放的气孔，超临界干燥可保证材料尺寸的稳定性[59]。
Haimer等[32]选用高结晶度和大分子量的细菌纤维素并通过超临界二氧化碳干燥制备气凝胶，其收缩几乎为0，且使干燥与活性物质负载同时进行；同时由于材料稳定性好，在完成释放后还可重新载药再利用。