一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備植物基纖維素納米晶體的方法，首先利用內(nèi)切葡聚糖酶將纖維初步水解、拆解或破壞纖維素?zé)o定形區(qū)1,4~β~D葡萄糖苷鍵，然后借助高速高壓機(jī)械剪切獲得纖維素納米晶體。該方法不需經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的強(qiáng)酸水解，提高了操作安全和可靠性，同時(shí)還可以通過(guò)調(diào)控酶解與機(jī)械剪切程度調(diào)節(jié)納米晶體的直徑與長(zhǎng)徑比。通過(guò)該方法獲得的納米纖維素晶體力學(xué)強(qiáng)度好、結(jié)晶度高、長(zhǎng)徑比適中，透光射性強(qiáng)、表面未吸附酸根離子，有望取代傳統(tǒng)纖維素晶體應(yīng)用于聚合增強(qiáng)、過(guò)濾、環(huán)保、節(jié)能以及生物醫(yī)用等材料領(lǐng)域。

1.一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，包括以下步驟：第1步：將漂白紙漿纖維與去離子水充分混合，調(diào)節(jié)成固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5~2%的懸浮狀溶液，該混合液先在高速攪拌條件下分散0.5h，然后經(jīng)超細(xì)膠體磨反復(fù)剪切3~5次，充分潤(rùn)漲纖維表面，同時(shí)也將部分纖維剪短，提高反應(yīng)表面積及反應(yīng)效率；第2步：將一定量的內(nèi)切葡聚糖酶加入經(jīng)初步剪切的纖維混合溶液中酶解處理，酶的添加量為每克干態(tài)纖維的酶添加量3~10FPU，反應(yīng)溫度30~60℃，反應(yīng)條件為弱酸性pH=5.5~6.5，反應(yīng)時(shí)間為12~24h；第3步：經(jīng)酶解的纖維溶液先在10℃條件下冷凍0.5h，再在90℃條件下加熱0.5h，抑制消除酶的活性，然后將反應(yīng)液在布式漏斗中反復(fù)水洗過(guò)濾、離心分離調(diào)節(jié)固體含量至1.5%；第4步：酶解纖維高壓高強(qiáng)機(jī)械剪切加工，經(jīng)水洗后的酶解纖維溶液在微射流高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)機(jī)械剪切處理，其剪切次數(shù)為在200μm反應(yīng)腔內(nèi)循環(huán)剪切10次，再在87μm反應(yīng)腔內(nèi)剪切15次即可。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，所述第1步中超細(xì)膠體磨的運(yùn)行轉(zhuǎn)速為2000~3000rpm，磨盤(pán)間距為-0.2~0.3mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，所述第2步中酶解反應(yīng)在恒溫?fù)u床內(nèi)完成，搖床轉(zhuǎn)速150~250rpm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，所述第2步中反應(yīng)條件為弱酸性，反應(yīng)液pH值用稀鹽酸調(diào)節(jié)，每隔0.5h檢測(cè)一次，保持在5.5~6.5之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，所述第2步中酶水解處理時(shí)間為完全水解所需時(shí)間的35%~45%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，所述第3步中離心分離的轉(zhuǎn)速為5000~6000rpm，除去上層離心液。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶解與機(jī)械剪切聯(lián)合制備纖維素納米晶體的方法，其特征在于，所述第4步中微射流高壓均質(zhì)機(jī)剪切處理時(shí)，在200μm反應(yīng)腔內(nèi)壓強(qiáng)為35~40MPa，在87μm反應(yīng)腔內(nèi)壓強(qiáng)為140~150MPa。