张俐娜 教授

     她们创建的“绿色”溶剂低温溶解的新理论和技术是可再生资源材料领域的重大突破，是一个实验室基础研究到工业化试验的神话般故事。这种由碱和尿素组成的混合水溶液不挥发、无毒、对环境无污染，而且它成本低、溶解快速，这种溶剂在纤维素技术中有巨大的潜力。这是国际上对张俐娜及其团队的评价。

    一直致力于生物质资源天然高分子材料科学基础和应用研究的张俐娜带领她的团队突破了用有机溶剂加热溶解的传统方法，提出一种水体系低温溶解高分子的“绿色”方法和新概念，将棉短绒、蔗渣、虾壳、蟹壳等农业废弃物转变为有实用价值的新材料。通过这种方法，废弃物可以变身为舒适的面料、可降解的薄膜、日用品和生物医学材料等。与传统的溶解技术相比，纤维素低温溶解理论究竟“绿色”在哪里？对纺织行业的影响有多大？对此，本报记者对张俐娜教授进行了专访。

    -12℃ 2分钟 最快溶解速度

    “我国目前生产人造丝和玻璃纸使用的粘胶法需要大量使用二硫化碳，这给环境造成了严重的污染。我们发明了一种新的纤维素溶剂-7%氢氧化钠（NaOH）/12%尿素水溶液。该溶剂冷却到-12℃时，能迅速溶解纤维素（其分子量在1.2×  10⁵以下），溶解时间仅需2分钟，达到纤维素历史上最快的溶解速度。我们用变温FT-IR光谱、动态和静态光散射（LLS）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）和15N-及13C-NMR研究了纤维素溶解过程和低温溶解机理。”张俐娜介绍说。

    他们用实验证明，NaOH水合物很容易与纤维素形成氢键而直接连结到纤维素分子链上，形成以尿素为主体包合纤维素-NaOH客体的蠕虫状包合物。这种由氢键驱动的大分子和溶剂之间自组装形成的复合物在低温下处于高度稳定状态。由此得出，纤维素在低温下溶解是由溶剂小分子（氢氧化钠、尿素、水）和纤维素大分子之间动态自组装引起，这不仅拓宽了高分子溶解理论，而且提出了低温溶解的新概念。在水体系中，低温溶解无任何化学物质挥发，因此这是清洁的生产过程。