当纳米纤维素与各种类型的金属纳米粒子结合时，会形成具有许多令人兴奋的新特性的材料。它们可能是抗菌的，在压力下变色，或将光转化为热。“简而言之，我们用纳米纤维素制造黄金，”林雪平大学物理、化学和生物学系生物物理和生物工程系副教授 Daniel Aili 说。

由丹尼尔·艾利 (Daniel Aili) 领导的研究小组使用了一种由细菌产生的生物合成纳米纤维素，最初是为伤口护理而开发的。随后，科学家们用金属纳米颗粒(主要是银和金)装饰了纤维素。这些不超过十亿分之一米的颗粒首先经过定制以赋予它们所需的特性，然后与纳米纤维素结合。

“纳米纤维素由纤细的纤维素线组成，直径约为人类头发直径的千分之一。这些线充当金属颗粒的三维支架。当颗粒附着在纤维素上时，这种材料由颗粒和纤维素形式的网络，”丹尼尔·艾利解释说。

研究人员可以高精度地确定将附着的粒子数量及其身份。它们还可以混合不同金属和不同形状的颗粒——球形、椭圆形和三角形。

在发表在Advanced Functional Materials 上的一篇科学文章的第一部分中，该小组描述了这个过程并解释了它为什么会这样。第二部分侧重于几个应用领域。

一种令人兴奋的现象是施加压力时材料特性发生变化的方式。当粒子相互靠近并相互作用时，就会出现光学现象，并且材料会改变颜色。随着压力的增加，材料最终看起来是金。

“当我们用镊子拿起材料时，我们看到材料会变色，起初我们不明白为什么，”丹尼尔·艾利说。

科学家们将这种现象命名为“机械等离子体效应”，结果证明它非常有用。一个密切相关的应用是传感器，因为可以用肉眼读取传感器。一个例子：如果蛋白质粘在材料上，它在压力下不再变色。如果该蛋白质是特定疾病的标志物，则可以将颜色的失败用于诊断。如果材料改变颜色，则标记蛋白不存在。

另一个有趣的现象是材料的一种变体，它从更宽的光谱可见光中吸收光并产生热量。这种特性可用于基于能源的应用和医学。

“我们的方法使制造纳米纤维素和金属纳米粒子的复合材料成为可能，这些复合材料是用于光学、催化、电气和生物医学应用的柔软和生物相容性材料。由于该材料是自组装的，我们可以生产具有全新明确特性的复杂材料，”丹尼尔·艾利总结道。