纳米纤维素制备及应用研究进展

1、林业工程学报， ，（ ）： 纳米纤维素的及应用研究进，卢麒麟，唐丽荣（福建农林大学材料，福州 摘 要：纳米纤维素作为纤维素基纳米材料的代表，不但保留了天然纤维素的性质，同时赋予纳米粒子以高强度、高结晶性、高比表面积、高抗张强度等特性，能够明显改善材料的光、电、磁等性能，在复合材料、精细化工、载体、药物缓释等领域具有广阔的应用前景。 进一步对纳米纤维素的结构进行调控，在纳米尺度操控纤维素超分子 体，进行结构设计并组装出稳定的功能性纤维素基纳米材料，即可以纤维素为原料构建具有优异性能的生物质材料，这也正是目前生物质材料和纤维素科学领域的研究热点。 概括了目前纳米纤维素的主要方法：机械法、化学法和生

2、物法，并对各种方法的优缺点进行了，同时综述了纳米纤维素的应用状况，了纳米纤维素的及应用方面需要解决的主要问题及今后的发展方向。：纳米纤维素；纳米材料；应号文献标志码文章：（ ） ，（ ， ， ， ：， ， ， ， ， ， ， ， ， 研发出绿色、高效纤维素高值化材料的方法究热点 。表纳米纤维素的分 纳米纤维素别原料来方平均尺纤维素微纤丝（微纤化纤维素木材，甜菜，亚化学 ，长度几微纳米纤维素晶体（纤维素纳米晶须 ，细菌纤维素 ，酸水解纤维原 细菌纳米纤维素（微生物纤维素低分子量糖，醇细直径 纳米纤维素的方纤维素由无定形区和结晶区构成。 由于纤维素无定形区分子排列松散，从天然纤维素中提取分离纳米纤

3、维素的原理是在各种化学试剂或机械力等作用下，无定形区优先于结晶区发生反应，一定程度下降解无定形区，保留结晶区结构，得到具有较高结晶度的纳米尺度纤维素。 目前纳米纤维素的主要分为机械法化学法及生物法。 机械法纳米纤维机械法纳米纤维素是采用高压均质或机械球磨处理纤维原料， 获得纳米尺寸的纤维素晶体。 鉴于纳米纤维素在食品、药物制剂、包装材料、吸附以及纳米复合材料的广泛应用， 近年来， 一些研究者采取多种机械处理方法纳米纤维素（ 图）并采取了多种方法以降低能耗。例如采用物理、化学或者酶处理的方法对纤维原料进行预处理，或是将用于纳米纤维素的纤维原料进行羧甲基化预处理在纤维表面引入电荷，然后再进行高压均

4、质处理获得纳米纤维素以降低能耗。 随着纤维原料表面电荷密度的增加，电荷相互之间的排斥作用增强， 使得纤维与纤维之间的摩擦力减小，因此纤维不易产生絮凝，降低了高压均质处理过程的能耗而且可以减少对均质机的堵塞。 等 以微晶纤维素为原料，在超声波辅助作用下，采用过硫酸铵氧化降解的方法， 了直径 、长度 的棒状纳米纤维素晶体，并采用响应面分析法对影响纳米纤维素得率的主要因素进行分析，得到过硫酸铵氧化降解纳米纤维素的最优工艺条件为：反应时间、过硫酸铵浓度 、反应温度 ，纳米纤维素的得率达到 。等 采用氧化的方法处理纤维原料，使纤维素羟基被氧化为羧基，然后进行高压均质处理，获得了纳米纤维素，该方法降低了能

5、耗，提高了反应速率。 怡以磷酸为助剂首先对纤维原料进行溶解，然后采用剪切、超声等机械力作用了纳米纤维素。 研究表明，机械力化学作用可以适当降低磷酸浓度，同时出的纳米纤维素得率更高，在磷酸质量分数反应时间反应温度 、超声时间 条件下， 纳米纤维素得率可达 。 而且以磷酸为助剂的机械力化学法纳米纤维素对纤维素降解损伤小，操作简单，成本低；磷酸对纤维素的溶解能力强，溶解速度快，不易因反应时间过长而导致纤维素的过度降解。欧文采用氯化锌溶解纤维原料，结合机械剪切及超声波处理的方法了纳米晶体纤维素，得率高达以上。 氯化锌溶液能够使纤维素的无定形区和结晶区分解离开，纤维素分子间的氢键断裂，此时纤维素的大分子

6、结构极易被破坏，容易在机械剪切及超声波作用下破碎成纳米晶体纤维素。制备的纳米纤维素为纤维素型，呈颗粒状，长度为图纳米纤维素的机械处理方法 ，直径 。 该方法反应条件 化学法纳米纤维纤维原料来源不同，得到的纳米纤维素尺寸分布也不同：以棉花、木材、微晶纤维素为原料的纳米纤维素粒径分布较窄 长度 ，结晶度较高 ；以细菌、被囊类动物纤维为原料的纳米纤维素粒径分布较宽，宽度 ，长度几微米。 酸水解过程中，无机酸的种类不同，的纳米纤维素的表面性能也有差异。 盐酸水解的纳米纤维素表面含有少量的负电荷， 纳米纤维素颗粒之间容易发生团聚现象 ；硫酸水解的纳米纤维素表面带有大量负电荷， 的葡萄糖单元被硫酸酯化带有

7、硫酸酯基团 ，由于电荷间较强的相互排斥作卢麒麟 以巨菌草为原料采用磷酸锆辅助催化磷酸水解的方法了纳米纤维素，磷酸锆作为磷酸水解的助催化剂能够显著提高纤维素的反应速率和产率，缩短反应时间，大大减少了酸水解法 纳米纤维素过程中磷酸的用量，有利于环保，是绿色生态的方法，而且磷酸锆具有较好的稳定性，可重复使用。 他们对过程进行了优化，得到较佳的工艺条件为：磷酸锆与巨菌草的质量比 、磷酸质量分数、反应温度 反应时间 ，纳米纤维素得率可达；的纳米纤维素为颗粒状直径约为 长度约为 ，结晶度达。 唐丽荣等 以微晶纤维素为原料，采用超声波协同硫酸水解出了棒状的纳米纤维素晶体，并采用响应面方法对过程中的反应时间、

8、反应温度及硫酸浓度进行了优化，纳米纤维素的得率达到。 戴达松以纤维为原料，采用超声波 氧化降解的方法了纳米纤维素。 研究表明在反应时间 反应温度 、润胀剂用量氧化剂用量为 左右时纳米纤维素的得率较高， 的纳米纤维素呈颗粒状，晶度达到 直径 ，热稳定性较大麻纤维有所减弱， 而且的纳米纤维素 、和 的羟基被氧化。 等以磷钨酸为催化剂水解纤维原料，了直径 、长度几百纳米的纳米纤维素，得率达到，但水解过程中磷钨酸的用量很大，反应时间需要左右，反应效率较低。 因此，在纳米纤维素的过程中，如何提高纳米纤维素的得率、缩短时间、降低能耗、提高纳米纤维素的热稳定性及分散性是需要解近年来，福建农林大学课题组采用固

9、体进行纳米纤维素的绿色高得率研究，并取得了一系列的研究成果。 等 采用固体磷钨酸作为催化剂结合球磨、超声等机械力化学作用， 了直径 、长度 的棒状纳米纤维素，得率可达到，实现了纳米纤维素的绿色高效，而且以该方法在过程中无废液产生，对设备的腐蚀性小，且磷钨酸可回收重复利用操作简单效率高。 图 为磷钨酸水解法的纳米纤维素的原子力显微镜图谱。 等 采用阳离子交换树脂作为催化剂协同超声波的作用，了稳定性较好的棒状纳米纤维素，直径，长度 纳米纤维素的得率为。离子交换树脂具有可重复使用、对设备腐蚀小和对环境污染小等优势，而且过程对纤维素降解损伤小。 等 以巨菌草中提取的纤维素为原料，采用氯化铁作为纤维素水

10、解的催化剂，结合超声波处理的方法了纳米纤维素。过程中以甘油作为纤维素水解反应的溶剂，在反应温度为 反应时间为 、超声时间为 ，隔绝空气条件下，氯化铁能够有效催化纤维素水解反应的进行，提高反应速率，缩短反应时间。的纳米纤维素为棒状，单根纤维之间相互交织形成网状结构直径约为 长度约为 ，结晶度达到，其热稳定性较酸水解法制备的纳米纤维素显著提高。 该方法操作简单，反应时间短产生废液少绿色环保。图纳米纤维素的原子力显微镜图谱 生物法纳米纤维细菌纤维素弹性模量大、机械稳定性好、平均分子量较大、比表面积大，且具有良好的生物相容性和可降解性，在食品、医用包装材料、精细化工领域具有潜在的应用价值。最早以木葡糖

11、酸醋杆菌菌株为碳源，采用不同培养方式，获得了理化性质不同的细菌纤维素，该纤细纤维的网络状结构，空隙结构发达。 以微晶纤维素为原料，利用瑞氏木霉对微晶纤维素进行处理得到了直径几十纳米、长度 左右的纳米晶体纤维素，的纳米纤维素的表面结构未发生改变，没有引入新的官能团，这使其在药品制剂及复合环保材料方面具有潜在的应用前景。 以生物法的纳米纤维素的晶体类型、晶体结构、粒径尺寸等性质容易调控，而且不污染环境，但是反应周期较长，反应条件苛刻，纳米纤维素得率，本。纳米纤维素基于纳米纤维素的高强度、高比表面积，以及优异的力学性能、良好的生物相容性及可降解性，将纳米纤维素应用于复合材料是纳米纤维素研究的重点，添

12、加纳米纤维素后天然纤维复合材料的力学性能得到明显提高。 纳米纤维素表面的羟基具有很强的极性，其与非极性介质的界面相容性很弱，在非极性基质中的分散性较差，限制了其应用范围。 基于羟基的性质，对纳米纤维素进行多种化学修饰，引入各种功能基团，可提高其与非极性基质界面之间的相容性， 创制出纳米纤维素功能材料。 纳米纤维素的功能化改性主要有酯化、烷基化酰胺化非共价键改性聚合物接枝等。 纳米纤维素的酯 等 采用球磨和超声波连续处理，基于 “一锅法”（）反应机理，在无条件下，使纤维素在机械力、热力与化学力的协同作用下产生化学键的断裂，物质内能增高，使体系处于化学活性状态，从而催化激发化学反应发生，使得在纤维

13、素降解的同时还同步实现纤维素的表面化学修饰，反应过程不经的分离，直接获得了马来酸酐酯化修饰纳米纤维素。 的酯化纳米纤维素呈短棒状直径约为 ，长度 结晶度为取代度达到 左右。王文俊等 采用纳米纤维素作为原料来硝化纤维素，利用纳米纤维素比表面积大、粒径小、在溶液中分散性良好的性能，使得纳米纤维素的硝化反应在近似均相的条件下进行。与通常的棉纤维相比，该反应效率高，极限含氮量大，可实现纳米纤维素的完全硝化。 同时因为硝化纳米纤维素具有较大的比表面积，更有利于硝酸酯增塑剂的吸收，而且纳米化还可改善硝化纤维素的燃烧性能，提高能量转换效率，进而提高硝化纤维素基火的性能。另外，将硝酸酯化的纳米纤维素与硝化纤维

14、素混合出的硝化纳米纤维素复合膜，具有良好的力学性能，与空白膜相比，加入 的硝化纳米纤维素时复合膜的拉伸模量增加了，拉伸强度增加了，断裂伸长率增加了 。 等 以人纤浆纤维为原料， 采用 二甲基氨基吡啶（ ） 为酯化反应的催化剂，将人纤浆纤维与乙酸在球磨作用下进行乙酰化反应，反应完成后再进行超声波处理，实现了纤维素的乙酰化与微纳米化的同步进行，避免了纳米纤维素的传统改性方法需要首先进行纤维的微纳米化然后再进行酯化反应的多步反应过程，省去了反应中间产物的分离，大大节约了反应时间提高了反应效率。 该酯化改性方法操作简单，反应效率高，成本低，的酯化纳米纤维素长 ，直径，结晶度为，取代度达到，其热稳定性较

15、人纤浆纤维原料显著提高。 流程如图所示。图 乙酰化纳米纤维素的一锅法过 等 以四氢呋喃等作为反应介质，酰氯为酯化剂，采用机械球磨的方法 了酯化纳米纤维素，球磨反应过程中纤维素的乙酰化反应过程也可作为球磨的预处理过程 所示。 机械力化学方法能够诱发化学反应在低温条件下进行，实现对物料颗粒的细化，使颗粒尺寸减图 球磨处理一步法酯化纳米纤维素 小，比表面积增大，降低活化能，提高体系的反应活性，因而可用于纳米复合材料。 等 采用机械力化学方法实现了纤维素的微纳米化与酯化反应的同步进行，反应过程中以硫酸作为酯化反应的催化剂，将纤维原料经过球磨、超声等机械力作用，了不同取代度的酯化纳米纤维素。怡分别以尿素

16、、硫酸及磷酸多聚磷酸为催化剂了酯化纳米纤维素，研究发现尿素改性纳米纤维素呈棒状，纤维之间交织成网状结构，其直径 、长度达到几百纳米。 浓硫酸催化反应得到的改性纳米纤维素呈球形，且交错呈树枝状，主要是由于这种改性纤维素容易与周围纤维素结合造成。 射线衍射分析显示尿素改性纳米纤维素和纤维素磷酸酯的无定形区和结晶区均被破坏，硫酸改性纳米纤维素结晶区仍保留，晶型为纤维素 型。 纳米纤维素的接纳米纤维素表面的羟基能够与聚合物发生接枝共聚反应，从而在纳米纤维素上引入具有特殊性能的聚合物链，得到纤维素基接枝聚合物，不仅能够改善纳米纤维素在极性和非极性介质中的分散稳定性， 而且能赋予纳米纤维素特殊的功能性。

17、等 利用接枝共聚反应将热敏性聚合物接枝到纳米纤维素上，改性后的纳米纤维素胶体稳定性好，表面活性高，优异的热敏感性，可以创制热敏性纤维素功能材料。唐丽荣首先利用亮氨酸羧基与 羟基发生酯化反应，氨基酸功能化修饰纳米纤维素然后以 亮氨酸作为连接臂，将纳米纤维素与荧光素分子（）羧基，二氯荧光素（ ） 连接设计了功能化荧光标记纳米纤维素材料。 采用荧光分光光度计和共聚焦激光扫描显微镜（ ） 对该荧光标记的纳米纤维素材料在不同和浓度条件下的荧光强度进行观察，结果发现其发光性稳定，具有较好的光响应特性。等 以碳二亚胺为催化剂在室温条件下将氧化后的纳米纤维素与端氨基聚乙二醇进行接枝反应，由于纳米纤维素上接枝的

18、聚合物分子链之间的空间位阻排斥作用，改性后的纳米纤维素在多种不同介质中都具有良好的分散性，而且其分散性能不受介质离子强度的影响。 胡阳采用过硫酸铵氧化降解纤维素，得到了羧基化的纳米纤维素，然后分别在水相和 相中以 和作为催化剂，将羧基化的纳米纤维素与二乙烯三胺发生缩合接枝反应，得到了胺化的纳米纤维素晶体。研究发现两种溶剂中反应得到的胺化纳米纤维素的胺化率分别为 和 ，电镜观察显示其均呈棒状，形貌基本相同直径约为 ，长度约为 晶体结构分析显示其均为纤维素型，结晶度分别为 和。 纳米纤维素作为一种天然的生物多糖，可以用于调控无机纳米粒子的过程，在此过程中纳米纤维素通常作为还原剂、结构导向剂和稳定剂

19、。 等 以 氧化后的纳米纤维素作为支架，通过 还原银离子纳米银颗粒，氧化纳米纤维素表面的羧基和羟基具有吸附银离子的作用，促进了 对银离子的还原；同样的，高碘酸盐氧化后的纳米纤维素表面因含有醛基，在碱性条件下也能够还原银离子形成纳米银颗粒。另一方面，以纳米纤维素作为还原剂，将含有纳米纤维素的六氯化铂酸水溶液热至 ，可纳米铂粒子，反应完成后通过燃烧的方法去除纤维素，在过程中引入了碳载体，有可能形成碳负载的铂粒子。 等 了由纳米碳酸钙颗粒和纳米纤维素构成的均一杂化纳米材料，尽管复合材料中的纳米碳酸钙颗粒不是由纳米纤维素作为模板调控形成的，但是碳酸钙纳米粒子和纳米纤维素颗粒在其中均匀交错分散，形成了光

20、学透明的坚硬表面。 等将纸筋纤维加入糯米灰浆中， 了性能较好的杂化胶凝材料，用于古建的修复，随着纤维的加入，复合材料的抗压强度、收缩性能和耐冻融性能得到了显著提高。分析表明，纸筋纤维能够提供糯米灰浆碳化过程早期所必需的水分，提高碳化程度，调控碳酸钙晶体的形成，使形成的杂化材料的结构更为致密，而且纤维在碳酸钙颗粒错分布，进一步增加了其强度。 等 将纳米纤维素用于磁性纳米材料的，其中纳米纤维素作为模板，硅涂层首先在纳米纤维素表面，铁蛋白质与硅表面的羟基和氨基形成分子间共价键结合而附着在纤维表面，三价铁经还原形成亚铁离子，重新形成铁蛋白，煅烧去除有机物成分，得到硅的三氧化二铁粒子，的纳米材料具有超强

21、磁性。 纳米纤维素在凝胶材料将纳米纤维素用于聚合物基质中凝胶纳米复合材料，可以提高复合凝胶的结构稳定性，增强其弹性模量， 目前纳米纤维素已应用于聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚羟乙基丙烯酸甲酯中以复合凝胶材料。 等采用原位聚合的方法了纳米纤维素 聚丙烯酰胺水凝胶， 了米纤维素的表面电荷含量及长径比对复合水凝胶机械强度的影响，结果表明纳米纤维素对复合水凝胶的增强符合渗流模型，长径比越大对水凝胶的增强作用越显著。 等 采用冻融循环的方法将纳米纤维素嵌入淀粉聚乙烯醇纳米海绵中，果表明反复的冻融循环过程促使淀粉和聚乙烯醇分子链之间发生了物理交联，形成的复合材料可用于细胞增生和作为具有良好生物相容性的纳米海绵。

22、 纳米纤维素气凝胶材料的疏水化可以用纳米二氧化钛处理，纳米二氧化钛可以作为疏水亲油涂层使纤维素气凝胶具有疏水性，的复合气凝胶密度低、孔隙结构发达，对于非极性液体和油具有很高的选择性吸附能力，吸附的液体体积达到了气凝胶体积的 ，吸附液体的质量达到液体总质量的。纳米纤维素气凝胶还可作为采用原子层积技术无机中空纳米管气凝胶的模板，二氧化钛、氧化锌和氧化铝氧化层很容易沉积在纤维上，形成有机无机核壳结构的纳米纤维， 煅烧去除有机核，得到了具有中空纳米络结构的无机自支撑气凝胶，将气凝胶经过研磨还可形成中空纳米管 纳米纤维素原本就是生物质的自身组织，对复合材料中天然纤维的亲和力好，可形成“ 自适应结构”，产

23、生减弱界面局部应力的效果；而且受到应力的影响，纳米纤维素粒子能沿着填充物质表面进行滑移，移动到新位置后，已经被打断的键又重新连结形成新的键，使高聚物基体与填充材料之间仍能保持一定的黏合强度，减缓复合材料的破坏；再者，在纳米尺度范围内，复合材料的断裂强度能够被最大程度的优化，同时对复合材料的缺陷不再那么敏感，这样在一定程度上起到“ 自然修复”，裂缝和破坏扩大的作用，因此纳米纤维素可作为增强相应用于复合材料。 目前，将纳米纤维素作为分散相来增强天然或聚合物是纳米纤维素应用研究方面的重点。 纳米纤维素对不同聚合物的增强效果如表所示。表纳米纤维素增强聚合物的力学性 应变 抗张强度 模量基参考文纯基纳米

24、复合材纯基纳米复合材纯基纳米复合材纯纳纯纳米纤维全纤维素复合材 支链淀 甲壳大豆蛋淀聚氧乙烯（ 聚（ 苯乙烯丙烯酸丁酯） 乳 聚乙烯醇（聚己内 聚乙聚乳酸（ 唐丽荣将纳米纤维素晶体与聚乙烯醇以溶液共混法了聚乙烯醇 纳米纤维素晶体复合膜材料，发现纳米纤维素晶体的加入可明显提高复合膜材料的力学性能，当其添加量为 时，复合膜材料的拉伸强度达到 ， 较纯膜提高；纳米纤维素晶体与基体间具有较好的相容性， 提高了复合膜的热稳定性。胡阳 将环氧树脂的剂二乙烯三胺接枝到纳米纤维素的表面，得到胺化纳米纤维素，然后与环氧树脂复合，以氨基与环氧树脂的环氧基团发生交联反应使胺化纳米纤维素不仅起到增强剂的作用，还起到交

25、联剂的作用，从而对环氧树脂的性能加以改善。 力学性能测试表明，胺化纳米纤维素的加入，可明显提高复合膜材料的力学性能，当胺化纳米纤维素的添加量为 时，环氧树脂复合膜的强度最大达到，较纯环氧树脂膜增强了。欧文 将纳米纤维素用于纸张增强剂，加入纳米纤维后纸张的抗张指数、耐破指数随纳米纤维素含量的增加而提高，指数却略有下降。当纳米纤维素的添加量为 时，纸浆纤维羟基键和纳米纤维素的量基本达到平衡，此时纸张的强度达到最大。纸张的抗张指数和耐破指数主要取决于纸张纤维之间的结合力，纳米纤维素具有极高的比表面积和丰富的表面羟基，能够和纸浆表面的羟基紧密结合，同时增加纤维之间的交织面积，提高纤维间形成氢键的机会，

26、使纤维间的结合力提高。由于纳米纤维素的比表面积大， 表面羟基丰富，容易结合纸浆中的细小纤维，增加了抄纸过程中细小纤维的留着率，这将使纸张中纤维的平均长度下降，而纸张的指数主要取决于纸张纤维的平均长度，因此加入纳米纤维素后，纸张的指数略有下降。 等利用纳米纤维素增强聚氧化乙烯基聚合物电解质（ 图），首先出纳米纤维素聚合物复合基质， 然后在乙腈介质中，将锂盐引入到纳米纤维素增强的聚合物纳米材料中， 的聚合物电解质纳米材料具有高的离导电率，其电化学性质、机械性能和热稳定性都得到了很大提高。图纳米纤维素用于增强聚合物电解质 自然界中存在多种可降解的生物高分子，纳米纤维素加入天然高聚物基体中，可获得具有

27、优异性能生物可降解的绿色复合材料。 等用长度几微米、宽度几十纳米的纤维素微纤丝增强淀粉材料，结果表明微纤丝在淀粉基质中均匀分散，复合材料的弹性模量、抗张强度和热稳定性显著提高；微纤丝与淀粉分子链通过氢键作用结合，导致复合材料的力学性能及热力学性能发生改变，而且微纤丝在复合过程中的结晶度和热稳定性也得到了提高。 将纳米纤维素加入聚乳酸基质中形成的复合材料的机械性能、阻隔性能和尺寸稳定性都得到了提高。 唐丽荣 采用紫胶作为背衬层，不同配比的酯化纳米纤维素、紫胶和聚乙二醇复合物作为药物载体，以黄芩苷作为模型药物， 了基酯化纳米纤维素载体的口腔黏附缓释膜。 研究结果表明，酯化纳米纤维素作为口腔黏膜载体

28、，对口腔黏膜的黏附性好，对药物的包覆性亦良好，缓释效果明显，因此其作为缓释药物载体材料有较大优势。 他们同时研究以马来酸酐酯化纳米纤维素为载体，通过酯化反应引入氨基酸间隔臂，再与妥舒沙星（ ） 偶联 药物轭合物，研究表明载体马来酸酐酯化纳米纤维素对药物具有良好的包载性，而且的药物轭合物可以较好地实现结肠靶向给药。 展 目前对于纳米纤维素的与应用方面的研究十分活跃并取得了较大进展。 但是在纤维素纳米化过程中通常需要使用强酸等化学试剂，容易产生废液，后续处理，污染环境；或者采用高能耗的机械法，对设备要求特殊，过程难以控制，成本高。 因此，探索新的提取分离方法，高效、环保、低碳的纳米纤维素是当前迫切

29、需要解决的问题。纳米纤维素表面的羟基，由于羟基之间的氢键作用导致纳米纤维素很容易产生自团聚现象，影响了其在基质中的分散性，导致其与基质之间的界面相容性变差，限制了纳米纤维素的应用进程。因此，对纳米纤维素进行表面化学修饰，引入各种活性功能基团，通过这些功能基团之间的相互作用以及功能基团与基质之间的相互作用，尽量减少纳米纤维素的自团聚，提高纳米纤维素与聚合物界面之间的相容性，实现与聚合物材料的复合，从而赋予纳米纤维素复合材料特殊的光、电、磁等功能特性应成为今后纳米纤维素研究重点。 目前纳米纤维素应用方面的研究主要集中在其作为填充增强材料、赋形稳定材料、生物可降解膜等方面，而忽视了基于多羟基纳米纤维素的超分子智能材料方面研究。 因此，将具有强共价键结合的纳米纤维素与弱非共价键结合的超分子聚合物结合，基于氢键作用和超分子化学理论，利用纳米纤维素表面羟基与超分子之间的氢键作用，构筑基于多重氢键作用的纳米纤维素超分子体系，继而研发出高值化的功能性纳米纤维素材料，可进一步拓展纳米纤维素的应用范围。参考文献（，： ，（）： ， ， ， ， ， （）： ， ， ， ， （）： ， ： ，