该篇报道了一种用纤维素纳米晶体(CNC)薄膜制备生物彩虹色素的简单方法。其工艺包括用CNC液晶悬浮液和适当的干磨制备纳米结构的薄膜。描述了彩虹色素的特性，它们有厚度为25微米的片状形态。然而,由于硫酸基团的存在，在水中发生热降解和高分散，影响了这些生物基颜料的彩虹性质。为了克服这些限制，提出了两种后处理方法。一，用真空干燥法将硫酸盐酯基团从彩虹颜料中去除。二，在氯化钠溶液中，随着水溶液中离子强度的增加，彩虹色素在水中的质量损失降低。这些后处理已被证明是有效的，并且通过经典论文或挤压技术可以看出基于纤维素纳米晶体薄膜的工程颜料可用于增加防伪特征的包装生产。

关键词：纳米纤维素；纤维素纳米晶体；彩虹色；颜料研磨

ABSTRACT

A simple method to produce biobased iridescent pigments from cellulose nanocrystal (CNC) films is reported.The process consists of forming nanostructured films from a CNC liquid-crystalline suspension and an appropriate dry grinding. The features of the iridescent pigments are described; they have a flake-like morphology with a thickness of 25mu;m. However, because of the presence of sulfate groups, thermal degradation and high redispersion in water occur, which affect the iridescent property of these biobased pigments. To overcome such limitations, two post-treatments are proposed. The sulfate ester groups are removed from the iridescent pigments with vacuum overdrying. The mass loss of iridescent pigment in

Water is reduced with an increase of the ionic strength in the aqueous medium by NaCl addition. These post-treatments have proven to be efficient and engineered pigments based on CNC films can be used to add anticounterfeiting features to packaging manufactured by classical paper techniques or extrusion.

Keywords: Nanocellulose; Cellulose nanocrystals; Iridescence; Pigment grinding

1.前言

在过去的二十年中，目前主要的环境问题积极促进了两个重要科学领域的出现：伴随着创新、高效的材料发展的纳米技术^[6]以及非粮食原料的可持续的产品^[29]。正如越来越多的研究机构或工业公司专注于研究它所展示的那样，在发展过程中，纳米纤维素是一种最有前途的生物纳米材料。

纳米纤维素表现出优异的性能，包括高表面积（250m²/g），高纵横比(gt;50) 并且杨氏模数比凯夫拉（聚对苯二甲酰对苯二胺）要好。此外，该纳米材料已被证明具有增强屏障和提高复合材料力学性能的潜力^[13][37]。与无机纳米材料相比，它还具有较低的密度(1.5 g/cm ³)和使其化学官能化成为可能的反应表面^[24][30]。不同类型的纳米纤维素是可利用的，包括纤维素纳米晶体(CNCs)和纤维素纳米纤维(CNFs)，这取决于它的隔离处理，即无论分别使用化学处理还是机械分解。