基于生物模板效应的BC/AgNPs功能复合材料的设计合成及性能研究

细菌纤维素（BC）是自然界中最为精细的纳米纤维材料，并且绿色、环保、可再生，被认为是最具有发展潜力的环境生态型和资源节约型纤维材料。细菌纤维素基功能复合材料成为当前的研究热点之一。本项目以生物合成技术为调控手段、总结和揭示"原位生物合成技术-BC纳微结构-BC本征性能"三者之间的本质关联，实现BC本征性能的理性设计和改造；针对金属纳米粒子合成过程中易团聚、粒径尺寸难控制的问题，以银纳米粒子（AgNPs）为研究对象，采用模板合成技术，构建基于BC纳微结构可控的生物模板调控机制，实现AgNPs在BC基体上的设计合成，为制备小尺度、窄粒径分布、稳定分散的金属纳米粒子提供一条新途径；系统研究AgNPs性状及BC纳微观结构对BC/AgNPs复合材料抗菌、吸湿性能的影响规律，建立基于原位生物合成及生物模板效应的性能调控策略，为开发具有我国自主知识产权的新型高保湿抗菌医用敷料奠定理论和应用基础。

本项目按照预定研究计划顺利开展，并完成了预设研究内容。目前，在本项目的资助下已发表SCI学术论文5篇，其中影响因子3.0以上的SCI论文4篇；ISTP期刊论文5篇；EI论文1篇；获得国家发明授权专利4项。另有部分研究结果正在整理中，将后续公开发表。.主要研究成果如下：.一、以生物合成技术为调控手段，揭示了“原位生物合成技术-BC纳微结构-BC本征性能”三者之间的相互关联.本研究充分利用细菌纤维素的生物合成性，提出了BC纳微结构结构及本征性能的生物合成调控技术。结果表明，微生物的培养条件，尤其是培养基组成以及氧气浓度对细菌纤维素纳微结构，如孔结构，纤维尺寸等影响较大；同时对BC材料的本征性能，如吸湿性、保湿性及力学性能等亦有较大影响。.二、构建了基于BC纳微结构可控的生物模板调控策略，实现了AgNPs在BC基体上的设计合成.以BC为模板，采用化学还原法原位合成纳米银粒子（AgNPs）。重点研究了BC模板的纳微结构对AgNPs形成的影响。结果表明，1、BC的纳微结构，尤其是孔径、结晶度等对原位合成AgNPs的性状，如粒径及含量能够产生影响；同时，BC的纳米级孔结构可起到纳米反应器的作用，避免AgNPs在生长过程中进一步团聚。2、BC的本征结构，如孔体积和比表面积等对AgNPs的抗菌效果同样能够产生影响，并不是简单地含银量越高，抗菌效果越好。.出于BC/AgNPs复合物用于生物医用材料的考虑，进一步探讨了更加绿色安全的合成方法，即避免在制备过程中使用硼氢化钠等有毒的化学试剂，而是利用BC微纤维本身具有的大量羟基的还原能力，借助紫外照射以及水热法原位合成AgNPs。结果表明，这些方法同样可获得粒径分布均匀的AgNPs，且抗菌效果明显。.三、BC/AgNPs复合物的细胞相容性的初步研究.通过对细胞粘附、增殖及生长情况的评价表明，BC/AgNPs复合物对成纤维细胞具有较高的相容性。