细菌纤维素的商业应用

细菌纤维素形成独特的织态结构, 并因“纳米效应”而具有高吸水性和高保水性、对液体和气体的高透过率、高湿态强度、 尤其在湿态下可原位加工成型等特性。高纯度和优异的性能使细菌纤维素纤维可在特殊领域广泛应用。

在医用材料中的应用 由于良好的生物相容性、湿态时高的机械强度、良好的液体和气体透过性以及抑制皮肤感染，细菌纤维素可作为人造皮肤用于伤口的临时包扎。Biofill?誖和Gengiflex?誖就是两个典型的细菌纤维素产品，已广泛用作外科和齿科材料。对于二级和三级烧伤、溃疡等，Biofill?誖已被成功地用作人造皮肤的临时替代品。Gengiflex?誖已用于齿根膜组织的恢复。基于细菌纤维素的原位可塑性设计出的一种新型生物材料BASYC?誖可望在显微外科中用作人造血管。

在食品工业中的应用 由于细菌纤维素具有很强的亲水性、黏稠性和稳定性，可作为食品成型剂、增稠剂、分散剂、抗溶化剂、改善口感作为肠衣和某些食品的骨架，已成为一种新型重要的食品基料和膳食纤维。如传统发酵工艺中，由醋酸菌纯种培养或醋酸菌和其他微生物混合培养，可产生含有丰富纤维素的发酵食品。“Nata de coco”就是用醋酸菌和米粉糖发酵后制成的甜点食品，是日本目前30种颇受欢迎的食品之一。

在造纸工业中的应用 日本在造纸工业中，将醋酸菌纤维素加入纸浆，可提高纸张强度和耐用性，同时解决了废纸回收再利用后，纸纤维强度大为下降的问题。加细菌纤维于普通纸浆可造出高品质特殊用纸。Ajinomoto公司与三菱公司合作开发用于流通货币制造的特级纸，印制的美元质量好、抗水、强度高。用细菌纤维改性的高级书写纸吸墨均匀性、附着性好。由于纳米级超细纤维对物体极强的缠绕结合能力和拉力强度，使细菌纤维机械匀浆后与各种相互不亲和的有机、无机纤维材料混合制造不同形状用途的膜片、无纺布和纸张产品十分牢固。在制造过滤吸附有毒气体的碳纤维板时，加入醋酸菌纤维素，可提高碳纤维板的吸附容量，减少纸中填料的泄漏。

高级音响设备振动膜 醋酸菌纤维素的高纯度、高结晶度、高聚合度及分子高度取向的特性，使其具有优良的力学性能。经热压处理后，杨氏模量可达30吉帕，比有机合成纤维的强度高4倍，可满足当今顶级音响设备声音振动膜材料所需的对声音振动传递快、内耗高的特性要求。日本Sony公司与Ajinomoto公司携手开发了用醋酸菌纤维素制造的超级音响、麦克风和耳机的振动膜，在极宽的频率范围内传递速度高达5 000 米/秒，内耗为 0.04，复制出的音色清晰、宏亮。而目前的普通高级音响铝制振动膜的传递速度为 5 000 米/秒，内耗为 0.002。松木纸振动膜传递速度为500 米/秒，内耗为 0.04。醋酸菌纤维素振动膜的这个优异特性主要来自其极细的高纯度纤维素组成的超密结构，经热压处理制成了具有层状结构的膜，因而形成了更多氢键，使其杨氏模量和机械强度大幅度提高。

更好地介接性与服贴性。

细菌纤维素纳米是一种100%的天然高分子聚合物，提供了与人体皮肤之间更好的介接性与服贴性。

该传感器还具有灵敏度高，响应时间短，持久性好，可逆性及操作方便等优点。

将微藻3D打印到细菌纤维素上，可以制造出一种新的制氧材料。

作者：Chris Young

2021年5月3日

3D打印“人造树叶”可为火星提供可持续能源

Ricky Arnold/美国国家航空航天局NASA

荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）的一份新闻稿解释说，荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）领导的一组国际研究人员利用3D打印技术创造了一种由藻类制成的生物材料，这种材料可以在火星上产生可持续的能源，也可以用于其他一些应用。

研究人员使用了一种新的生物打印技术，将微藻打印成具有光合作用能力的活的、有弹性的材料。他们的研究发表在《高级功能材料》杂志上。

“我们创造了一种材料，只需将其置于光中就能产生能量，”参与这项工作的博士生Kui Yu在新闻稿中解释道。“材料本身的可生物降解性和微藻细胞的可回收性使其成为一种可持续的生活材料。”

3D打印的“人造树叶”可以在火星上提供可持续能源

印在细菌纤维素上的微藻样本，这种材料在太空中有潜在的应用。来源:荷兰代尔夫特 科技

两全其美

利用非活细菌纤维素和活微藻打印出一种独特的材料，具有微藻的光合能力和细菌纤维素的坚韧韧性。研究人员说，这种材料也是环保的，可生物降解的，并且可以大规模生产。

应用科学学院副教授Marie Eve Aubin Tam说：“打印活细胞是制造工程活性材料的一项有吸引力的技术。”我们的光合生物材料具有独特的优势，即在实际环境中的应用具有足够的机械稳定性。”

未来太空殖民地的人造叶子

代尔夫特理工大学团队吹嘘的一个应用是作为太空殖民地的可持续能源，比如未来计划中的火星殖民地。

该团队表示，这种材料可以用来制造人造叶子，从而在植物生长不良的环境中产生可持续的能量和氧气，比如在太空中。

这些叶子会以糖的形式储存化学能量，然后可以转化为燃料。氧气也可以在光合作用中收集。

他们的研究为在太空种植植物而不是从地球上运送补给的解决方案增加了一份科学文献，因为从地球上运送补给过于昂贵——将一磅(453克)的材料送入近地轨道大约要花费1万美元。

例如，2017年，德国航天局(DLR)在国际空间站上测试了用回收的宇航员尿液种植西红柿。Española辣椒也被选为第一个在太空中生长的水果，因为它们的弹性，代尔夫特理工大学的团队说，他们的人造叶子也会包含这一点。

你可能会问，至于把材料运到火星或其他未来的太空殖民地呢?代尔夫特理工大学的研究小组说，人工树叶中的微藻可以再生，这意味着从理论上讲，一小批微藻可以在太空中生长成更大的数量。

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