泡沫材料是由固态材料中包含大量气体微孔而形成的连通或密闭的多孔网状结构材料，泡沫材料具有材质轻、比表面积大、比强度高、隔音、隔热、渗透性好等特性，因而经过处理的复合泡沫材料在微加工、吸附、储氨、催化、生物分离、组织工程、生物医学和环保等诸多领域具有广泛的应用前景。

纤维素在植物体内有大量储备，具有可再生、分布广、价格低、生物兼容性强、可被降解等优点，是天然绿色高分子材料。经过湿磨与高压均质处理得到的纤维素纳米纤丝因具有高模量和强度而成为良好的泡沫增强材料.聚乙烯醇和氧化石墨烯是多用泡沫材料研究对象，纤维素纳米纤丝作为为泡沫増强剂，可利用冷冻干燥法制备纤维素纳米纤丝复合泡沫。

仪器和材料

湿磨机Labor-Pilot2000/4(IKA) 

MiniDeBEE高压均质机（美国BEE）

冷冻干燥机Scientz-10N（宁波新芝生物科技）

高速离心机HC2061（安徽中科）

电子天平AL204（梅特勒）

声波清洗器KQ2200E（昆山声仪器）

纤维素 聚乙烯醇 氯化钠 甲壳素（自然界储备丰富，甲壳素纳米纤丝使用效果近似纤维素） 壳聚糖 天然鱗片石墨 浓硫酸 硝酸钠

实验方法

纤维素纳米纤丝的制备：纤维素原料纸张剪碎浸泡在去离子水中，在沸腾的水浴中持续煮沸3个小时来除去表面杂物，更换去离子水放置一夜，然后通过湿磨机进行多次研磨。得到的尺寸小而均匀的浆料在30000PSI压力下通过高压均质化机10个循环，较终得到均一稳定的纤维素纳米纤丝悬浮液。原料甲壳素粉末分散于去离子水中，其纳米纤丝的制备是利用同样的方法进行机械处理。

湿磨法和高压均质化法成功对纤维素和甲壳素原料进行机械解纤，得到了直径20-50nm，长度微米级的多糖纳米纤丝。利用冷冻干燥法分别制备了纤维素纳米纤丝増强聚乙烯醇复合泡沫和甲壳素纳米纤丝増强氧化石墨烯复合泡沫。

图1. 氧化石墨稀-甲壳素纳米纤丝(ａ/ｃ)和氧化石墨烯-壳聚糖纳米纤丝(ｂ/ｄ)的混合液及冻干后的泡沫

结论

通过生化降解、染料吸附、溶液内泡沫尺寸监测等实验，检测到纳米纤维素的加入使得这种复合泡沫比原始泡沫材料具有更高的可降解性能、污染物吸附性能以及水溶液中的尺寸稳定性。