◆ 概述：

甲壳质是自然界中唯一自带正电荷的天然高分子材料，是一种天然碱性多糖，甲壳素（Chitin）的化学结构与纤维素十分相似,其差别在于每个葡萄糖单元的Ｃ-2羟基被置换了,在甲壳素中是乙酰氨基(—ＮＨＣＯＣＨ2),甲壳素按晶体结构分为α、β、γ 三种晶体,其中自然界中存在的甲壳素多为α-型甲壳素,它含量最多,最稳定,广泛存在于甲壳类动物、昆虫和部份微生物细胞壁中。自然界每年产量可达10吨—10吨，是仅次于纤维素的第二大多糖类，资源十分丰富。此材料含有-NH2基、-OH基，易于修饰，可生成性能各异的各种衍生物，而甲壳质脱乙酰化后最重要的衍生物是壳聚糖。

当今，我国各类甲壳质及衍生物产品的特征综合评估表明，一是多数产品为普通尺寸甲壳质及衍生物或其初级改性产物；二是普通尺寸甲壳质及衍生物也仅作为药用配伍材料；未能真正展示甲壳质的生物活性和优异医学特性的全貌，而现代纳米技术是解决上述问题的重要途径。

◆ 甲壳质纳米化开发的市场意义：

纳米科技涉及几乎现有全部科学技术领域，是现代科学与先进工程技术的结合产物。使人类改造自然的能力直接延伸到分子和原子水平，其最终目标是人类可按自己的意志操纵单个原子，在纳米尺度上制造特定功能产品，实现生产方式的飞跃。纳米技术领域由纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米摩擦学、纳米测量学、纳米化学、纳米物理学等学科构成。而纳米材科学包括：纳米材料制备技术、纳米颗粒表面的控制、改性和修饰技术以及把纳米材料应用于各种高技术领域和传统产业升级换代。纳米材料具有3个共同结构特征：①纳米尺度的结构单元或特征，维度尺寸在纳米数量级（1—100nm）；②有大量的界面或自由表面；③各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用。由于上述结构的特殊性，使纳米材料具有独特效应—表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，因而纳米材料在性能上与传统概念上相同组成的常规尺寸或微米尺寸材料有非常显著的差异，表现出许多优异的特性和全新的功能，在广泛的物质领域显示出极佳的应用前景。纳米生物学是在纳米尺度上应用生物学原理发现和研究此领域新现象的科学。

基于甲壳质及其衍生物的优异生物活性的巨大应用前景，广汉恒宇新材料有限公司在中国率先将现代纳米技术用于甲壳质的纳米化加工并首次实现纳米甲壳质及其衍生物的产业化开发和应用。99年起，自主投资组建现代有机、现代高分子合成技术平台和纳米高分子快速表征的先进检测系统。合成的纳米甲壳质及衍生物，粒径主区≤20-60nm范围。

（下图为：中国科院测试中心的透射电镜检测照片)。

在四川省《科技攻关--纳米专项》的支持下,2004年广汉恒宇新材料有限公司在国内率先研发出原创性《纳米甲壳质及衍生物的工业生产技术》，已建成100吨/年规模的高标准纳米甲壳质及衍生物的《示范工程基地及配套工程系统》并正式投产。该《示范工程基地及配套工程系统》是有机、高分子化合物的通用纳米化产业平台。已为纳米生物医学的广泛领域，提供了高技术产业化平台支撑。

目前，广汉恒宇新材料有限公司是国内唯一实现“纳米甲壳质及衍生物工业化生产”的高科技公司，并依托上述高技术产业产台，在纳米甲壳质及衍生物类天然生物材料及其应用领域，开展了广泛、系统的研究开发，并取得一批重要成果。纳米甲壳质的生产技术具自主知识产权，技术成熟，质量稳定。

◆ 甲壳素及其衍生物的性质及纳米化应用：

性质：

甲壳素是一种无色结晶或无定形物质,不溶于水、有机溶剂及稀酸、稀碱中。溶于浓的无机酸,可发生降解。由于甲壳质含有多官能团,易于发生多种化学反应,其中最重要的衍生物是壳聚糖。壳聚糖在密闭干燥容器内贮存三年不变质、遇水会发生降解反应、在高温下能分解,但速度缓慢。壳聚糖具有很好的生物相容性和生物活性,无毒,易于生物降解。壳聚糖分子中具有氨基与羟基,溶解在稀酸中能形成高粘度的胶体溶液,其水溶液是阳离子电解质,具有很好的絮凝作用。壳聚糖的氨基具有阳离子交换功能,当ｐＨ值<6.5时有高电荷密度,能吸附在负电荷表面,与许多金属离子螯合。壳聚糖为高分子量的线型聚胺,其分子上的氨基易发生化学反应,在温和条件经化学修饰后可开拓广泛的应用领域。

应用领域及世界市场份额：

生物医药 65.3% 、农业 12.1% 、 废物及水处理 7.3% 、 食品 5.7% 、 化妆品 4.9% 、 其他 4.9%

在生物医学领域 ：

该材料具有优良的生物活性、生物相溶性、可肌体吸收且无毒附作用；有护创、抑菌、止血、镇痛、降低渗出、促进细胞生长、加速创面愈合和透气、保湿功能；还具有促进体液免疫功能、生态调节功能（降低胆固醇、软化血管、促进心机等）；对各种蛋白质有很强的亲和力，可作酶、抗原、抗体的优良生理活性物质和优良载体材料以及天然中药类的杂质分离、纯化材料；可制成人造皮肤、可制成渗透膜，用于血液透析；可作药用载体和缓释剂；具有织态结构，可作细胞与组织的生长、调控和诱导细胞分化与组织分化、生长，如皮肤、软骨和血管再造等。经急性毒性、亚急性毒性、内皮反应、热源、移植试验以及细胞毒、溶血、变态、抗原等试验均为阴性，表现高度安全性。（恒宇公司纳米壳聚糖己用高活性创伤修复组合药物、基因治疗载体、免疫吸附血液净化材料、抗器官移植排异缓释药物、抗肿瘤药物及功能保健品等高技术产品的研究与开发并卓有成效）

在化学工业的水处理领域：

可有效除去废水中的Hg、Cu、Cd、Pb、Co等；可捕获核燃料后处理工厂废水中80%金属钚，印染废水吸附量也是常规活性炭的29倍以上。也可作为主要成份，用于去除或减少自来水中的CL2、COD、Fe和细菌。净化的饮用水已达美国环保局（VS Environmental Protection Agency）的批准；可作印染、涂料行业的增效助剂。（恒宇公司纳米壳聚糖己用于造纸二次短纤维网络化和造纸废水治理工程开发）

在食品工业领域：

由于甲壳质无毒、无味，可生物降解，并被肌体吸收，而大量用于食品工业。可大大提高悬浮物的絮凝和吸附沉降效果，改善产品品质；可作食品添加剂获降脂，减少食品热量和减肥效果；可作食品包装材料或处理材料，用于液体食品包装；还可用于酒类发酵中除去有害尿素，保证酒类品质；经甲壳质处理的醋，将有效克服醋沉淀。（恒宇公司纳米壳聚糖己用于保健品开发）

在化妆品工业 ：

由于甲壳质及其衍生物具有良好的吸湿性、成膜性、防静电和防尘性等，是制作皮肤润湿剂等美容产品、洗发水、发型定型和护发素的理想材料。（恒宇公司纳米壳聚糖可替代质酸用于化妆品）

在轻工业领域：

如在复印纸表面涂饰，可提高复印纸抗静电性1万倍以上，且复印质量大大提高；卷烟滤嘴纸可提高降焦率35%；在织物中加甲壳质，可极大改善织物的吸汗性，可有效消除衣物的闷热和发粘感，并获抑菌效果，提高卫生性。（恒宇公司纳米壳聚糖己用于纯天然、结合型“抗菌、止血、阻燃”多功能纺织助剂研发）

在农业领域 ：

美国已批准甲壳质及衍生物用于杀虫剂、杀线虫剂、种子处理剂、水处理剂和金属离子螯合剂、饮用水絮凝剂等。日本也将甲壳质及其衍生物列入非化学合成的食品添加剂目录。（恒宇公司纳米壳聚糖己用于纳米生物农药缓释包载和龙眼、荔枝的高质量保鲜）

在微电子领域：正被开发用于新型液晶显材料和新超导材料等。