从植物中提取的细小纤维因其强度而备受关注。这些纳米材料在超越塑料甚至取代塑料方面显示出巨大的希望。由阿尔托大学领导的一个团队现在展示了纳米纤维素的另一个显着特性：它们具有很强的结合特性，可以与任何颗粒形成新材料。

凝聚力，从纳米粒子的规模到建筑工地，将事物保持在一起的能力是这些纳米纤丝所固有的，如研究中所述，它们可以充当砂浆到几乎无限类型的粒子。纳米纤维素将粒子聚集成粘性材料的能力是这项研究的根源，该研究将数十年的纳米科学研究与制造联系起来。

研究揭示了由纳米纤维素主导的凝聚力的普遍性

在刚刚发表在Science Advances 上的一篇论文中，作者展示了纳米纤维素如何通过围绕粒子组装以形成高度坚固的材料，从而以多种不同的方式组织自身。正如主要作者布鲁诺·马托斯博士所指出的那样，“这意味着纳米纤维素以恒定和可控的方式在所有颗粒类型的颗粒材料中诱导高内聚力。由于具有如此强的结合特性，现在可以用可预测的方式构建此类材料。特性，因此易于设计。”

任何时候从粒子创建材料的那一刻，人们都必须首先想出一种产生内聚力的方法，这种内聚力非常依赖于粒子，“使用纳米纤维素，我们可以克服任何粒子依赖性，”马托斯补充道。

使用纳米纤维素作为结合成分的普遍潜力源于它们在纳米尺度上形成网络的能力，并根据给定的颗粒进行调整。纳米纤维素结合微米颗粒，形成片状结构，很像学校里的纸浆。纳米纤维素还可以形成微小的渔网以捕获较小的颗粒，例如纳米颗粒。使用纳米纤维素，由粒子构成的材料可以通过极其简单和自发的过程形成任何形状，只需要水。重要的是，该研究描述了这些纳米纤维如何按照促进其实施的精确缩放定律形成网络。

在纳米技术时代，这种发展尤其及时，在纳米技术时代，将纳米颗粒结合到更大的结构中是必不可少的。正如 Blaise Tardy 博士指出的那样，“新的特性限制和新功能经常在纳米尺度上展示，但在现实世界中的实施很少。因此，解开与纳米纤维内聚力缩放相关的物理学是非常令人兴奋的第一步将实验室发现与当前的生产实践联系起来。” 对于任何成功，都需要粒子之间的强结合，纳米纤维素在此提供了机会。

该团队展示了一种在材料生产中实现可扩展性的途径，从直径小至 20 纳米的颗粒到大至 20,000 纳米的颗粒。此外，可以将惰性颗粒(例如金属纳米颗粒)与面包酵母等生物体混合。它们可以是不同的形状，从 1D 到 3D，亲水或疏水。它们可以包含活微生物、功能性金属颗粒或花粉，从而实现新的组合和功能。据团队负责人奥兰多·罗哈斯教授说，“这是一种强大而通用的方法，是一种连接胶体科学、材料开发和制造的新选择。”

“纳米纤维网络能够实现超结构粒子结构的通用组装”发表在《科学进展》上。