半纤维素基水凝胶的制备及应用研究进展

摘要

近年来，随着生物质精炼技术和材料科学的不断进步，利用可降解、可再生的木质纤维素资源构筑环境友好的水凝胶材料受到了广泛的关注。半纤维素是木质纤维原料的主要组分之一，是陆地上含量仅次于纤维素的可再生多糖。半纤维素来源广泛、成本低廉、生物相容性好，还含有大量亲水性的含氧基团，这种高度分支化和亲水性的特点，赋予其水凝胶材料许多优异的特性。半纤维素基水凝胶作为一种具有三维网络状结构的天然聚合物材料，具有良好的保水性、安全无毒、可生物降解、易于化学改性等优势；因此，其在生物医药、导电传感、环境保护等领域的应用前景十分广阔，有望代替传统的石油基水凝胶材料。笔者简要介绍了半纤维素的种类、结构、性质与提取方法，综述了近年来半纤维素基水凝胶的研究进展，包括从物理交联和化学交联两个方面介绍了半纤维素基水凝胶的制备方法、形成机理和应用性能，并重点阐述了半纤维素基水凝胶在高效吸附、药物控释、组织工程、导电传感、3D打印等领域的应用进展。最后，总结了半纤维素基水凝胶的开发与应用领域所面临的挑战，并展望了该水凝胶材料的应用前景和未来的研究方向。

关键词

半纤维素 / 水凝胶 / 木聚糖 / 交联 / 生物降解

基金资助

国家自然科学基金项目(22378367,22078306,U22A20423,22208358); 浙江省领雁科技计划项目(2023C03157,2025C02204); 宁波市重点研发计划项目(2022Z101,2023Z142); 青岛市科技惠民示范专项(24-1-8-smjk-18-nsh,24-1-8-cspz-6-nsh)