DOI:10.1016/j.colsurfb.2020.111441

将纳米材料添加到聚合物基质中是增强复合材料力学性能的一种可行的手段。在这项工作中，以壳聚糖为基质制备了由纤维素纳米纤维（CNF）增强的壳聚糖基水凝胶。研究了CNFs（1vt％，1.5vt％和2vt％）在力学性能、溶胀性能、pH敏感性和抗菌性能等方面对其结构-性能关系的影响。与普通增强颗粒不同，具有特殊纤维形状和丰富氢键的CNFs可以与壳聚糖水凝胶形成相互连通的多孔结构，在压缩作用下可以分散应力，并延缓永久受损。当添加1.5vt％CNFs时，抗压强度提高了近20％，溶胀率达到140％。从罗布麻中提取的CNFs对复合水凝胶中大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率产生了积极的影响。结果表明，CNFs在复合材料中显示出增强的力学和抗菌性能，为合理选择不同形状和纵横比的增强材料提供了新的前景。所制备的CNFs增强复合水凝胶在抗菌生物和食品包装领域具有潜在的应用前景。

图1.复合水凝胶形成的示意图。

图2.（a）-（d）复合水凝胶的横截面SEM图像和（e）-（h）复合水凝胶的孔径分布图。

图3.复合水凝胶（C0F，C1F，C1.5F和C2F）的FTIR光谱。

图4.（a）复合水凝胶（C0F，C1F，C1.5F和C2F）的应力-应变曲线，（b）不同CNFs含量的复合水凝胶（C0F，C1F，C1.5F和C2F）的最大应力和压缩模量。

图5.复合水凝胶在不同pH值的缓冲液中的溶胀率。

图6.复合水凝胶对大肠杆菌（a）和金黄色葡萄球菌（b）的抗菌活性。