具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料及其制备方法与流程

本发明属于复合材料领域，具体涉及具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料及其制备方法。

背景技术：

由于工业的快速发展以及人类对自然环境的破坏，空气污染日益严重，近年来，我国多省出现了持续的雾霭天气，严重影响了人们的呼吸和肺部健康。而主要的“灰霾元凶”是空气中粒径小于2.5μm的细颗粒物(pm2.5)，又称为可入肺颗粒物。另一方面，通过呼吸道传播的各种疾病也威胁着人类的健康，例如流感和禽流感等。正是由于大气污染的加重与传染疾病的突发，日常生活中做好防护工作显得尤为重要，因此新型复合材料的开发一直是科学研究的一个热点。

就复合材料来说，只有有效孔径小于过滤物的尺寸的复合材料才能实现有效地阻隔防护的作用。而pm2.5的颗粒尺寸分布大体是直径100～700nm的占31.8％，800～2500nm的占58.7％，通过飞沫传播的病毒直径为70～150nm，其中流感病毒直径为80～120nm，sars病毒直径约为70～80nm，冠状病毒直径为80～150nm，甲型h1n1病毒直径为80～120nm。细菌的直径比病毒大，绝大多数细菌的直径在500～5000nm之间。因此对于复合材料而言，当孔径小于70nm时，能够有效地拦截可入肺颗粒物和病毒。

目前能有效阻隔上述两种危害物的复合材料主要为熔喷超细纤维和纳米纤维材料(例如专利cn102115956a和专利cn101564914b)。对于前者，由于熔喷纺丝成形过程与传统的纺丝成形完全不同，对纤维的牵伸不能进行有效的控制，所以制得的纤维的粗细均匀度较差，纤维的取向度较低，强力不足，另外，制备此种纤维的动力消耗也较大，成本偏高，而对于后者，静电纺丝法是目前制备纳米纤维最主要的方法之一，但是其受制于高能耗和低产率的技术瓶颈，也使得纳米纤维材料无法实现高效低成本的规模化生产。

细菌纤维素是由木醋杆菌等微生物通过代谢糖源、体内生物合成和体外层次化自组装所得到的高结晶度和高纯度的纳米纤维材料，该纳米纤维材料具有超精细网络结构。此外，它以具有原料天然、合成过程温和高效和最终产物环境友好等特点受到广泛关注，是21世纪最具前景的十大高科技材料之一，而生物合成法也是目前最具工业化前景的制备纳米纤维的方法，同时它作为一种天然的纳米纤维，具有比表面积大、孔隙多、透气性好和轻质高强等优点，可充分应用于过滤和吸附等防护领域。但自然生长的细菌纤维素，它内部的纤维排列是无序的，同时其有效孔径也不能满足可入肺颗粒物和病毒的尺寸要求。

因此，开发一种既能有效阻隔空气中的可入肺颗粒物和有害病菌又具有工业化生产前景的细菌纤维素膜复合材料具有极大的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的纳米纤维制备过程复杂且制得的纳米纤维不能有效阻隔空气中的可入肺颗粒物和有害病菌的问题，提供了一种简便的具有工业化生产前景且能有效阻隔空气中的可入肺颗粒物和有害病菌的细菌纤维素膜复合材料的制备方法。本发明的复合材料对可入肺颗粒物和有害病菌具有有效地拦截效果，可以弥补现有技术的不足或缺陷，满足生产和生活需要，此外，本发明工艺简单，操作方便，制备技术可控，无污染，成本低廉，可根据需要制备多种细菌纤维素膜复合材料，制备的复合材料可应用于吸附和过滤等防护领域，具有十分广阔的工业化应用前景。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料，具有两层以上的结构，其中，相邻两层分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布；

所述具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由主干细菌纤维素纤维和分支细菌纤维素纤维构成；

所述主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；

所述分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。

作为优选的技术方案：

如上所述的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料，所述主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。

现有的熔喷超细纤维平均直径为0.5～5μm，纤维较粗，且在纺丝成形过程中，所制得的纤维粗细均匀度较差，取向度较低，强力不足，另外，制备纤维的动力消耗也较大，成本偏高。而静电喷网技术制备的纳米纤维虽然也能得到这种纳米蛛网结构，但往往得到的是纳米蛛网与纳米纤维复合的二维纳米网络结构，纳米蛛网与纳米纤维之间只是简单的物理堆积，因此与单纯纳米纤维相比力学性能下降，同时受制于高能耗、低产率的技术瓶颈，也使得纳米纤维材料无法实现高效低成本的规模化生产。而本发明的纳米蛛网结构是由主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维构成的三维网孔结构，且主干纤维和分支纤维均为菌株生化合成得到，纤维与纤维之间是由化学键连接而成的整体。从化学组成来看，都是由吡喃型葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而成的聚合物。因此，本发明的纳米蛛网结构细菌纤维素膜具有优良的力学性能，同时，本发明的细菌纤维素膜由生物合成法制得，操作简单，绿色无污染，能耗低，具有广阔的工业化前景。

如上所述的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料，所述纳米蛛网的网孔孔径为20～300nm；所述具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为0.1～9mm，密度为5～8mg/cm³；所述主干细菌纤维素纤维的平均直径为30～80nm；所述分支细菌纤维素纤维的平均直径为5～20nm。

如上所述的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料，所述表面亲水的无纺布的厚度为0.1～1mm，面密度为15～40g/m²，其由无纺布经表面亲水处理制得；

所述表面亲水是指无纺布表面的静态水接触角≤70°。

如上所述的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料，所述无纺布是由平均直径为20～50μm的纤维构成，其材质为聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰胺(pa)、粘胶、聚丙烯腈(pan)、聚乙交酯、聚乳酸(pla)、聚乙烯(pe)、聚乳酸乙醇酸共聚物(plga)或壳聚糖；

所述表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在无纺布材质表面。

本发明还提供了制备如上所述的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的方法，将等电点为3.5～4.0的菌株均匀分散在ph值为4.5～5.0的菌株培养液中得到菌株细胞密度为10⁹～10¹²个/ml的培养菌液，再将培养菌液滴加在表面静态水接触角≤70°的表面亲水的无纺布上静置培养，制得具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

在bc的生化合成过程中，菌株细胞作为生物合成反应器，将葡萄糖小分子在酶催化作用下生成纤维素微纤丝(cellulosemicrofibrils)，直径为1.78nm，并由细胞壁侧的小孔挤出。由于每个菌株细胞壁上存在多个这样的小孔，因此相邻的纤维素微纤丝在氢键的作用下形成微纤丝束(bundle)，直径为3～4nm。这些微纤丝束进一步链接就形成直径为30～100nm的纤维丝带(ribbon)。菌株细胞携带着微纤丝束或纤维丝带在培养液中无规运动，微纤丝束或纤维丝带互相交织形成不规则网状或絮状结构。在本发明中菌株培养液ph值为4.5～5.0，菌株等电点为3.5～4.0，因此菌株细胞在培养菌液中带负电荷，同时，由于所用的无纺布表面接枝带负电荷的亲水基团，在相同电荷作用下，菌株细胞在培养菌液中的运动速率加快，菌株细胞携带着微纤丝束或纤维丝带在菌株培养菌液中快速无规运动，菌株细胞所携带的微纤丝束或纤维丝带相互缠结并在氢键作用下结合，同时带相同电荷菌株细胞相互排斥，最终在氢键引力和电荷斥力的共同作用下形成类似于蜘蛛网结构的网状纤维材料。这种网状结构由主干细菌纤维素纤维(纤维丝带)与分支细菌纤维素纤维(少量微纤丝束由氢键结合)构成。

作为优选的技术方案：

如上所述的方法，具体包括以下步骤：

1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经灭菌处理后平铺于培养容器内；

2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：

3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的菌株在室温解冻，并置于100～250ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为50～150r/min，温度为28～32℃，时间为6～24h；

4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:2～20的体积比混合后，在28～32℃下静置培养5～9天；

5)离心：菌株细胞经过活化和扩增后细胞数目成几何倍增长，在离心力作用下菌株细胞成形沉淀，将扩增后的菌液离心去除上清液，获得菌株细胞沉淀与少量培养液混合的浓缩菌液；

6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.5～5.0，得到菌株培养液；

7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并均匀分散，得到菌株细胞密度为10⁹～10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角≤70°的无纺布上，在28～32℃下静置培养3～9天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。本发明的培养菌液为高密度菌液，所述高密度菌液是指菌株细胞均匀分散在菌株培养液中所得到的混合物，其中菌株细胞密度为109～1012个/ml，随着菌株细胞密度的增加，菌株细胞所携带的微纤丝束或纤维丝带相互缠结几率提高，有利于形成纳米网孔孔径较小的蛛网结构。

如上所述的方法，所述等电点为3.5～4.0的菌株选自葡糖醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种以上。本发明中的菌株包括但不限于此，等电点为3.5～4且能够生物合成细菌纤维膜的微生物均可作为本发明的菌株，这里仅列举一些常见的微生物。

如上所述的方法，所述灭菌处理是指高压蒸汽灭菌、紫外辐照灭菌、环氧乙烷灭菌或钴60-伽马射线辐照灭菌；所述离心的离心转速为2000～8000r/min，离心时间为3～10min；所述均匀分散是指采用漩涡混匀器，在500～2000rpm下连续振动10～30s。离心力过小则不容易形成沉淀，离心力过大将对菌株细胞造成损伤，因此在离心处理时需控制转速和时间在合理范围。

发明机理：

本发明中菌株培养液ph值为4.5～5.0，菌株等电点为3.5～4.0，菌株细胞的培养液ph值大于等电点，因而菌株细胞在培养菌液中带负电荷，同时，由于所用的无纺布表面接枝带负电荷的亲水基团，在相同电荷作用下，菌株细胞在培养菌液中的运动速率加快，菌株细胞携带着微纤丝束或纤维丝带在菌株培养菌液中快速无规运动，菌株细胞所携带的微纤丝束或纤维丝带相互缠结并在氢键作用下结合，同时带相同电荷菌株细胞相互排斥，最终在氢键引力和电荷斥力的共同作用下形成类似于蜘蛛网结构的网状纤维材料。

有益效果：

(1)本发明的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，简单易行，操作方便，绿色无污染，有极好的推广价值；

(2)本发明的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料，具有生物相容性好、比表面积大、孔隙多、透气性好和轻质高强等优点，在过滤和吸附等防护领域具有巨大的应用潜力。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的细菌纤维素膜扫描电镜示意图；

图2是本发明实施例2制备的细菌纤维素膜扫描电镜示意图；

图3是本发明实施例3制备的细菌纤维素膜扫描电镜示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经高压蒸汽灭菌处理后平铺于培养容器内，其中表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为30μm的由pp材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.1mm，面密度为20g/m²，表面静态水接触角为70°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：葡萄糖2，蛋白胨0.05，酵母膏0.05，柠檬酸0.01，磷酸氢二钠0.02，磷酸二氢钾0.01，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的葡糖醋杆菌在室温解冻，并置于100ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为50/min，温度为28℃，时间为6h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:2的体积比混合后，在28℃下静置培养5天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为2000r/min，离心时间为3min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.5，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在500rpm下连续振动10s，得到菌株细胞密度为10⁹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为70°的无纺布上，在28℃下静置培养3天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的显微组织如图1所示，主要由平均直径为30nm的主干细菌纤维素纤维和平均直径为5nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为160～300nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为0.1mm，密度为5mg/cm³。

实施例2

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经紫外辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，其中，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为50μm的由pet材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.2mm，面密度为30g/m²，表面静态水接触角为69°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：蔗糖3，蛋白胨0.09，酵母膏0.08，柠檬酸0.02，磷酸氢二钠0.08，磷酸二氢钾0.06，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的醋化杆菌在室温解冻，并置于200ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为80r/min，温度为29℃，时间为10h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:10的体积比混合后，在29℃下静置培养6天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为3000r/min，离心时间为4min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.8，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在800rpm下连续振动15s，得到菌株细胞密度为10¹¹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为69°的无纺布上，在30℃下静置培养8天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的显微组织如图2所示，主要由平均直径为72nm的主干细菌纤维素纤维和平均直径为18nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为50～70nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为8mm，密度为7.5mg/cm³。

实施例3

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经环氧乙烷灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为40μm的由pa材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.3mm，面密度为18g/m²，表面静态水接触角为62°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：葡萄糖2，蛋白胨0.5，酵母膏0.08，柠檬酸0.09，磷酸氢二钠0.1，磷酸二氢钾0.03，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的葡萄糖杆菌在室温解冻，并置于200ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为120r/min，温度为31℃，时间为12h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:15的体积比混合后，在30℃下静置培养5～9天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为2000r/min，离心时间为10min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.6，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在1000rpm下连续振动10s，得到菌株细胞密度为10¹¹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为62°的无纺布上，在29℃下静置培养4天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的显微组织如图3所示，主要由平均直径为50nm的主干细菌纤维素纤维和平均直径为12nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为150～300nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为3mm，密度为6mg/cm³。

实施例4

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经钴60-伽马射线辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为20μm的由粘胶材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.4mm，面密度为15g/m²，表面静态水接触角为65°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：果糖5，蛋白胨0.5，酵母膏0.5，柠檬酸0.1，磷酸氢二钠0.2，磷酸二氢钾0.1，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的产醋杆菌在室温解冻，并置于250ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为150r/min，温度为32℃，时间为24h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:20的体积比混合后，在32℃下静置培养9天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为8000r/min，离心时间为10min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为5.0，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在2000rpm下连续振动30s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为65°的无纺布上，在32℃下静置培养9天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为80nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为20nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为20～60nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为9mm，密度为8mg/cm³。

实施例5

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经高压蒸汽灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为25μm的由pan材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.8mm，面密度为20g/m²，表面静态水接触角为61°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：甘露醇3，蛋白胨0.1，酵母膏0.2，柠檬酸0.06，磷酸氢二钠0.08，磷酸二氢钾0.05，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的巴氏醋杆菌在室温解冻，并置于150ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为120r/min，温度为28℃，时间为12h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:15的体积比混合后，在29℃下静置培养7天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为5000r/min，离心时间为6min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.9，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在1200rpm下连续振动30s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为61°的无纺布上，在31℃下静置培养6天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为65nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为16nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为60～90nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为7mm，密度为7.2mg/cm³。

实施例6

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经高压蒸汽灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为50μm的由聚乙交酯材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.2mm，面密度为40g/m²，表面静态水接触角为50°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：甘露醇3.5，蛋白胨0.3，酵母膏0.2，柠檬酸0.06，磷酸氢二钠0.09，磷酸二氢钾0.01，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的农杆菌在室温解冻，并置于250ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为50r/min，温度为32℃，时间为6h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:15的体积比混合后，在31℃下静置培养7天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为6000r/min，离心时间为9min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.7，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在1500rpm下连续振动18s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为50°的无纺布上，在28℃下静置培养3天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为40nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为10nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为120～185nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为2mm，密度为5.5mg/cm³。

实施例7

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经紫外辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为20μm的由pla构成的无纺布材质表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.5mm，面密度为35g/m²，表面静态水接触角为58°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：果糖5，蛋白胨0.05，酵母膏0.03，柠檬酸0.05，磷酸氢二钠0.07，磷酸二氢钾0.06，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的根瘤菌在室温解冻，并置于180ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为110r/min，温度为29℃，时间为18h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:12的体积比混合后，在28℃下静置培养8天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为6000r/min，离心时间为8min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.9，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在800rpm下连续振动18s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为58°的无纺布上，在30℃下静置培养4天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为55nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为12nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为150～200nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为4mm，密度为6.5mg/cm³。

实施例8

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经钴60-伽马射线辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为40μm的由pe材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为1mm，面密度为15g/m²，表面静态水接触角为68°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：蔗糖4，蛋白胨0.04，酵母膏0.5，柠檬酸0.1，磷酸氢二钠0.02，磷酸二氢钾0.02，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的八叠球菌在室温解冻，并置于150ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为140r/min，温度为31℃，时间为18h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:18的体积比混合后，在30℃下静置培养6天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为6000r/min，离心时间为6min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.9，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在600rpm下连续振动18s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为68°的无纺布上，在32℃下静置培养3天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为40nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为8nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为150～200nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为1.8mm，密度为5.5mg/cm³。

实施例9

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经环氧乙烷灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为45μm的由plga材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.1mm，面密度为40g/m²，表面静态水接触角为45°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：蔗糖3，蛋白胨0.2，酵母膏0.5，柠檬酸0.01，磷酸氢二钠0.09，磷酸二氢钾0.05，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的洋葱假单胞菌在室温解冻，并置于180ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为100r/min，温度为29℃，时间为20h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:8的体积比混合后，在28℃下静置培养9天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为5000r/min，离心时间为4min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.7，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在800rpm下连续振动25s，得到菌株细胞密度为10⁹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为45°的无纺布上，在28℃下静置培养5天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为45nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为10nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为190～230nm具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为3.5mm，密度为6mg/cm³。

实施例10

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经钴60-伽马射线辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为25μm的由聚壳聚糖纤维材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.9mm，面密度为25g/m²，表面静态水接触角为60°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：甘露醇2，蛋白胨0.5，酵母膏0.08，柠檬酸0.07，磷酸氢二钠0.06，磷酸二氢钾0.03，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的椰毒假单胞菌在室温解冻，并置于160ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为80r/min，温度为29℃，时间为9h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:12的体积比混合后，在31℃下静置培养7天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为2000r/min，离心时间为6min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.7，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在1200rpm下连续振动25s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为60°的无纺布上，在32℃下静置培养4天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为55nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为13nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为120～160nm具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为4mm，密度为6.5mg/cm³。

实施例11

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经高压蒸汽灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为50μm的由pp材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.7mm，面密度为40g/m²，表面静态水接触角为70°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：果糖3，蛋白胨0.09，酵母膏0.3，柠檬酸0.06，磷酸氢二钠0.15，磷酸二氢钾0.06，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的空肠弯曲菌在室温解冻，并置于230ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为120r/min，温度为29℃，时间为21h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:18的体积比混合后，在28℃下静置培养5天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为8000r/min，离心时间为3min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.9，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在500rpm下连续振动10s，得到菌株细胞密度为10¹¹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为70°的无纺布上，在32℃下静置培养7天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为65nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为17nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为50～90nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为7.5mm，密度为7.2mg/cm³。

实施例12

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经环氧乙烷灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为40μm的由pet材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.8mm，面密度为30g/m²，表面静态水接触角为58°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：果糖3，蛋白胨0.09，酵母膏0.3，柠檬酸0.06，磷酸氢二钠0.15，磷酸二氢钾0.06，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的椰毒假单胞菌和空肠弯曲菌(质量比为2:3)在室温解冻，并置于230ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为120r/min，温度为29℃，时间为21h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:18的体积比混合后，在28℃下静置培养5天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为8000r/min，离心时间为3min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.9，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在500rpm下连续振动30s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为58°的无纺布上，在32℃下静置培养5天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为60nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为15nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为90～130nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为5.5mm，密度为7mg/cm³。

实施例13

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经钴60-伽马射线辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为30μm的由pla材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为1mm，面密度为20g/m²，表面静态水接触角为50°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：果糖3，蛋白胨0.09，酵母膏0.3，柠檬酸0.06，磷酸氢二钠0.15，磷酸二氢钾0.06，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的葡糖醋杆菌、产醋杆菌和醋化杆菌(质量比为2:1:2)在室温解冻，并置于230ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为120r/min，温度为29℃，时间为21h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:18的体积比混合后，在28℃下静置培养5天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为8000r/min，离心时间为3min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.9，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在1500rpm下连续振动18s，得到菌株细胞密度为10¹⁰个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为50°的无纺布上，在28℃下静置培养6天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为双层结构，分别为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜和表面亲水的无纺布，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为61nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为16nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为120～160nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为6mm，密度为6.8mg/cm³。

实施例14

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经紫外辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为20μm的由粘胶材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.5mm，面密度为15g/m²，表面静态水接触角为70°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：葡萄糖4，蛋白胨0.25，酵母膏0.1，柠檬酸0.06，磷酸氢二钠0.12，磷酸二氢钾0.01，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的醋化杆菌和八叠球菌(质量比为2:1)在室温解冻，并置于180ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为90r/min，温度为30℃，时间为16h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:3的体积比混合后，在28℃下静置培养9天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为7000r/min，离心时间为8min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为5.0，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在2000rpm下连续振动25s，得到菌株细胞密度为10⁹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为70°的无纺布的其中一个表面上，在28℃下静置培养6天。

(8)无纺布另一表面继续培养：将步骤(7)中制得的培养菌液滴加在表面静态水接触角为70°的无纺布的另一个表面上，在28℃下静置培养6天。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为三层结构，从上到下依次为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜、表面亲水的无纺布及具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为40nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为20nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为250～300nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为9mm，密度为6mg/cm³。

实施例15

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经紫外辐照灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为25μm的由聚乙交酯材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.4mm，面密度为15g/m²，表面静态水接触角为69°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：蔗糖2，蛋白胨0.45，酵母膏0.05，柠檬酸0.1，磷酸氢二钠0.18，磷酸二氢钾0.03，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的葡萄糖杆菌和农杆菌(质量比为1:1)在室温解冻，并置于150ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为90r/min，温度为32℃，时间为6h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:7的体积比混合后，在28℃下静置培养9天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为8000r/min，离心时间为3min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为5.0，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在1500rpm下连续振动15s，得到菌株细胞密度为10¹²个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为69°的无纺布的其中一个表面上，在32℃下静置培养4天。

(8)无纺布另一表面继续培养：将步骤(7)中制得的培养菌液滴加在表面静态水接触角为69°的无纺布的另一个表面上，在32℃下静置培养4天。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为三层结构，从上到下依次为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜、表面亲水的无纺布及具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为40nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为5nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为20～70nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为5mm，密度为5mg/cm³。

实施例16

一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)对无纺布进行灭菌处理：将表面亲水的无纺布裁剪成所需大小，经环氧乙烷灭菌处理后平铺于培养容器内，表面亲水的无纺布是由无纺布经表面亲水处理制得，表面亲水处理是指将带负电荷的亲水基团接枝在平均直径为35μm的由pet材质构成的无纺布表面，表面亲水的无纺布的厚度为0.6mm，面密度为40g/m²，表面静态水接触角为66°；

(2)配制发酵培养液：按质量百分数计，单位为wt％，发酵培养液中各组分及其含量如下：甘露醇5，蛋白胨0.45，酵母膏0.05，柠檬酸0.04，磷酸氢二钠0.1，磷酸二氢钾0.03，余量为水；

(3)活化：将冷藏的等电点为3.5～4.0的葡糖醋杆菌、根瘤菌和椰毒假单胞菌(质量比为2:3:3)在室温解冻，并置于100ml发酵培养液中进行摇床培养，摇床培养的转速为50r/min，温度为28℃，时间为16h；

(4)扩增：将活化完毕的菌液与发酵培养液以1:2的体积比混合后，在29℃下静置培养8天；

(5)离心：将扩增后的菌液离心去除上清液，获得浓缩菌液，离心转速为3000r/min，离心时间为10min；

(6)配制菌株培养液：在发酵培养液中加入氢氧化钠调节ph为4.5，得到菌株培养液；

(7)培养：在浓缩菌液中加入菌株培养液，并采用漩涡混匀器，在900rpm下连续振动10s，得到菌株细胞密度为10⁹个/ml的培养菌液；然后将培养菌液滴加在表面静态水接触角为66°的无纺布其中一个表面上，在28℃下静置培养5天，得到具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料。

(8)无纺布另一表面继续培养：将步骤(7)中制得的培养菌液滴加在表面静态水接触角为66°的无纺布的另一个表面上，在28℃下静置培养5天。

制备出的具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜复合材料为三层结构，从上到下依次为具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜、表面亲水的无纺布及具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜主要由平均直径为80nm主干细菌纤维素纤维和平均直径为10nm的分支细菌纤维素纤维构成，主干细菌纤维素纤维是自身之间相互交联形成三维网孔结构并构成细菌纤维素膜的骨架的细菌纤维素纤维；分支细菌纤维素纤维是在主干细菌纤维素纤维之间成网的细菌纤维素纤维。主干细菌纤维素纤维与分支细菌纤维素纤维通过β-1,4-糖苷键连接。纳米蛛网的网孔孔径为240～300nm，具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜的厚度为9mm，密度为4mg/cm³。