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  纖維素納米晶具有良好的生物相容性，廣泛應(yīng)用于藥物傳遞。空心結(jié)構(gòu)更有利于藥物輸送。因此，為拓展纖維素納米晶在藥物傳遞領(lǐng)域應(yīng)用范圍，中空環(huán)狀纖維素納米晶的發(fā)現(xiàn)、制備及研究成為重要的研究方向。

  目前的研究表明，棒狀CNCs在特定條件下可以轉(zhuǎn)換成環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)HTA-CNC。采用球差校正透射電子顯微鏡和分子動力學(xué)模擬研究了HTA-CNC的形成過程及結(jié)構(gòu)變化。AC-TEM結(jié)果表明，HTA-CNC的尺寸特征：環(huán)直徑10.0-30.0 nm，環(huán)壁寬度3.0-4.0 nm，環(huán)厚度2.0-5.0 nm（圖2）。FT-IR光譜及擬合結(jié)果表明（表1），HTA-CNC的三種氫鍵數(shù)量減少，游離OH含量增加。HTA-CNCs的結(jié)構(gòu)和氫鍵變化趨勢，分子動力學(xué)模擬研究結(jié)果與FT-IR擬合結(jié)果趨勢一致，結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)松弛，氫鍵總量減少了約30%（表2）；拓?fù)湫蚊残纬蛇^程中纖維素分子鏈苷鍵鍵角Tau（C4-O4-C1）及苷鍵夾角Phi（O5-C1-O4-C4）和Psi（C1-O4-C4-C5）發(fā)生了變化（圖3）。從整體勢能上看，HTA-CNC能量高于R-CNC，環(huán)化需要外力做功，將動能轉(zhuǎn)化為勢能，環(huán)化過程中形貌結(jié)構(gòu)改變所帶來的熵增可能是穩(wěn)定環(huán)狀結(jié)構(gòu)的因素（圖4）。

  中空無機(jī)/金屬納米粒子是良好的藥物輸送載體，這得益于其空心結(jié)構(gòu)。論文報道的是一種新形貌結(jié)構(gòu)的CNC，具有典型的中空環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在藥物緩釋、輸送等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

  論文發(fā)表在ACS Nano上，陜西科技大學(xué)徐永建教授為論文第一作者和第一通訊作者，四川輕化工大學(xué)張永奇及陜西科技大學(xué)寧璐璐為共同通訊作者，加拿大New Brunswick大學(xué)倪永浩教授為論文作者之一，為論文的完成給與了極大的幫助。

  下載：Cellulose Hollow Annular Nanoparticles Prepared from High-Intensity Ultrasonic Treatment