巴西CNPEM开发出甘蔗渣纳米纤维素工艺 规模放大500倍

维度网讯，巴西国家能源与材料研究中心（CNPEM）开发出一种直接从甘蔗渣中提取氧化纤维素纳米纤丝（TOCNFs）的简化工艺，将规模从实验室最多放大500倍至中试水平，纤维素产率达到约91%。纳米纤维素是植物纤维的纳米级形式，具有高强度、低重量和生物可降解性，在包装、生物医学等领域具有应用前景。

传统纳米纤维素生产需多步化学反应并消耗大量能源，而新方法直接在甘蔗渣上进行氧化，减少了高强度机械处理环节，使流程更为简洁。该研究由CNPEM的圣保罗研究基金会（Fapesp）奖学金获得者、坎皮纳斯州立大学（Unicamp）化学系学生佩德罗·阿隆索（Pedro Alonso）主导。他表示，将创新技术从实验室调整至工业规模是巨大挑战，CNPEM同时具备尖端分析设备和接近工业现实的中试装置，有利于这一验证过程。

研究指导者、CNPEM研究员朱莉安娜·达席尔瓦·贝尔纳德斯（Juliana da Silva Bernardes）指出，该工艺的独特之处在于通过单一操作步骤完成生产，无需高压和高温，降低了能耗并便于放大。CNPEM生物工艺放大组组长卡洛斯·菲略（Carlos Filho）补充说，该机构的中试装置和工艺开发团队与科研团队的持续互动，使得工艺在工业相关环境中得到验证，具备更高操作稳健性和应用潜力。

该方法生产的纳米纤丝具有纳米尺寸和高胶体稳定性，性能满足工业应用要求。纳米纤维素作为一种可再生、可生物降解的材料，还可用于轻质复合材料、电子设备、药物递送系统和环境修复。贝尔纳德斯表示，巴西在监管方面仍有限制，但该材料已在其他国家得到研究和应用。该研究成果表明，农业废弃物可转化为高附加值产品，有助于推进生物经济和可持续材料转型。