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改性纳米晶纤维素的制备及其应用研究的任务书
任务书
一、前言
纳米晶纤维素具有可再生、生物可降解、生物兼容、低毒性与优异的力学性能等特点，因此在生物医学、材料科学和能源储存等领域具有广阔的应用前景。然而，传统的纳米晶纤维素在未经改性的情况下，由于其纤维素晶体结构完整，其生产、加工和应用过程中存在一系列困难，如分散性不良、抗水性能差、低热稳定性等，制约了其在工业化中的应用。
为了解决以上问题，许多研究者将其应用于改性纳米晶纤维素中，通过化学和生物学方法对其进行改性，改善其性能，从而使其进一步拓展应用。本研究将针对改性纳米晶纤维素的制备方法及其应用的相关问题进行深入的探索和研究，以期在该领域取得重要的进展。
二、研究内容
（一）改性纳米晶纤维素的制备
本研究主要探究纳米晶纤维素的化学和生物学方法来进行改性的制备方法，具体内容如下：
1.基于化学方法的改性：采用化学反应对纳米晶纤维素进行功能化修饰，进一步提高其分散性、稳定性和热稳定性等。具体的方法包括氧化、氨基化、酯化和羧化等。
2.基于生物学方法的改性：利用生物学方法实现改性，如利用复合酶的协同作用降低纳米晶纤维素的结晶度、降低粘度等。
3.比较两种方法的优劣：对比化学和生物学两种方法的优缺点，评估其改性效果，为进一步的研究提供指导。
（二）改性纳米晶纤维素的应用
1.改善改性纳米晶纤维素的性能对其应用的影响：在已有的生物医学、材料科学和能源储存等应用领域中，探究改善改性纳米晶纤维素性能的影响，包括粘附性、抗水性和热稳定性等。
2.对已有应用进行改进：在已有的应用领域中，分别从产生的问题和现存不足之处入手，通过改进改性纳米晶纤维素的制备方法和结构设计等方式，提高产品的质量和性能。
3.开发新的应用领域：探究纳米晶纤维素的尚未开发的新领域，研究其在生物医学、材料科学和能源储存等领域中的新应用，如药物缓释和电池材料等。
三、研究目标
1.优化纳米晶纤维素的改性方法，提高改性效果；
2.深入探究改性纳米晶纤维素的性能对其应用的影响，拓宽其应用领域；
3.研发改性纳米晶纤维素的新应用，进一步拓展其在生物医学、材料科学和能源储存等领域中的应用前景。
四、研究任务
1.调查纳米晶纤维素的研究现状，了解其在生物医学、材料科学和能源储存等领域中的应用情况；
2.对比化学和生物学两种方法的优缺点，确定研究方向；
3.优化化学反应条件，探究其对纳米晶纤维素的改性效果的影响；
4.探究酶法改性的适用条件，降低纳米晶纤维素的结晶度和粘度等；
5.建立改性纳米晶纤维素的性能评估体系，定量分析改性纳米晶纤维素的悬浮性、分散性、稳定性及热稳定性等性能；
6.基于改性纳米晶纤维素的特性，研究其在生物医学、材料科学和能源储存等领域中的应用、改进和改进的应用研究；
7.研发改性纳米晶纤维素的新应用，如药物缓释和电池材料等；
8.撰写论文，并在国内外学术会议上发表研究成果。
五、研究进度安排
时间节点|任务安排|完成内容
:-:|:--|:--
2022年6月~2022年10月|开题研究|研究目标、研究方法、研究内容和研究进度等
2022年11月~2023年3月|理论研究和实验设计|调研、文献阅读和实验设计等
2023年4月~2024年3月|实验研究|试验数据的分析和处理
2024年4月~2024年6月|结果分析与论文撰写|结果分析、论文撰写和终期报告撰写等
2024年7月|论文答辩|撰写论文，完成答辩
六、预期实现的成果与影响
经过本次研究，预期取得以下成果：
1.建立改性纳米晶纤维素的制备方法，拓宽其应用领域；
2.研究改性纳米晶纤维素的特性之间的影响，可为未来的研究提供一定的技术基础；
3.拓宽改性纳米晶纤维素的应用，通过实验，提高产生的效率并推动产业的应用；
4.为生物医学、材料科学和能源储存等领域的发展提供技术支持。
七、参考文献
1.Rodriguez-TobiasH…ClancyAJ,Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,815306(综述)
2.CarvalhoAJF…SilvaEAH.Int.J.Biol.Macromol.,2017,104,1630
3.CaiJ…LiH.ACSAppl.NanoMater.,2018,1,2172
4.LeeCH…ShinSR.NanoToday,2019,24,133