纤维素[（C6H10O5）n]是一种有机化合物，是地球上含量最丰富的生物聚合物。它是一种复杂的碳水化合物或多糖，由数百到数千个葡萄糖分子组成，连接在一起形成一条链。虽然动物不生产纤维素，但它是由植物、藻类、一些细菌和其他微生物制成的。纤维素是植物和藻类细胞壁中的主要结构分子。

历史

1838年，法国化学家安瑟尔梅·佩恩发现并分离出纤维素。Payen还确定了化学式。1870年，凯悦制造公司使用纤维素生产了第一种热塑性聚合物赛璐珞。从那时起，纤维素在19世纪90年代被用于生产人造丝，在1912年被用于生产玻璃纸。Hermann Staudinger于1920年确定了纤维素的化学结构。1992年，小林和Shoda在不使用任何生物酶的情况下合成了纤维素。

化学结构与性能

纤维素通过β（1）形成→4） -D-葡萄糖单元之间的糖苷键。相反，淀粉和糖原通过α（1）形成→4） -葡萄糖分子之间的糖苷键。纤维素中的键使其成为直链聚合物。葡萄糖分子上的羟基与氧原子形成氢键，将链固定在适当位置，并赋予纤维高抗拉强度。在植物细胞壁中，多条链结合在一起形成微纤丝。

纯纤维素无味、无味、亲水、不溶于水、可生物降解。它的熔点为467摄氏度，可通过高温酸处理降解为葡萄糖。

纤维素功能

纤维素是植物和藻类中的一种结构蛋白。纤维素纤维嵌入多糖基质中以支撑植物细胞壁。植物茎和木材由分布在木质素基质中的纤维素纤维支撑，其中纤维素起到钢筋的作用，木质素起到混凝土的作用。纤维素最纯的天然形式是棉花，它含有超过90%的纤维素。相反，木材由40-50%的纤维素组成。

某些类型的细菌分泌纤维素以产生生物膜。生物膜为微生物提供了一个附着表面，并允许它们组织成菌落。

虽然动物不能生产纤维素，但它对它们的生存很重要。有些昆虫将纤维素用作建筑材料和食物。反刍动物利用共生微生物消化纤维素。人类无法消化纤维素，但它是不溶性膳食纤维的主要来源，影响营养吸收和帮助排便。

重要衍生产品

存在许多重要的纤维素衍生物。其中许多聚合物是可生物降解的，是可再生资源。纤维素衍生化合物往往无毒且无过敏性。纤维素衍生物包括：

• 赛璐珞
• 玻璃纸
• 人造丝
• 醋酸纤维素
• 三醋酸纤维素
• 硝化纤维素
• 甲基纤维素
• 硫酸纤维素
• 乙酮糖
• 乙基羟乙基纤维素
• 羟丙基甲基纤维素
• 羧甲基纤维素（纤维素胶）

商业用途

纤维素的主要商业用途是造纸，其中硫酸盐法用于从木质素中分离纤维素。纤维素纤维用于纺织工业。棉花、亚麻和其他天然纤维可直接使用或加工制成人造丝。微晶纤维素和粉末纤维素被用作药物填充剂和食品增稠剂、乳化剂和稳定剂。科学家在液体过滤和薄层色谱中使用纤维素。纤维素被用作建筑材料和电绝缘体。它用于日常生活用品，如咖啡过滤器、海绵、胶水、眼药水、泻药和薄膜。虽然植物纤维素一直是一种重要的燃料，但动物粪便中的纤维素也可以加工成丁醇生物燃料。

来源

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