摘 要： 納米纖維素包含納米纖維素晶體、納米纖維素纖維和細菌納米纖維素 3 種類型。由于其具有高強度、大比表面積、高透明性等優良性能，成為目前納米材料領域研究的熱點。本文綜述了近年來國內外納米纖維素的主要制備方法，并對納米纖維素在復合材料領域中的應用研究進行了總結。
關鍵詞： 納米纖維素； 制備； 納米復合材料； 應用。
Abstract: There are three types of nano cellulose: nano crystalline cellulose,nano cellulose fiber and bacterial nano cellulose. Due to itshigh strength,high specific surface area,high transparency and other excellent properties,nano cellulose becomes one of the hotspots in ma-terial research field. This paper reviewed the recent progress in its preparation methods,and its application in the field of composite materi-als.
Key words: nano cellulose; preparation; nano composite materials; application.
纖維素 （ Cellulose） 是一種天然高分子化合物，已經成為人類社會不可或缺的重要資源。纖維素主要來源于植物 （ 如棉、麻、木、竹等） ,與合成高分子材料相比，具有可再生、可降解、成本低廉、儲量豐富等優點。納米纖維素 （ Nano Cellulose,NC） 是指直徑在1 ~100 nm,具有一定長徑比，化學成分為纖維素的納米高分子材料。納米纖維素不僅具有天然纖維素可再生、可生物降解等特性，還具有大比表面積、高親水性、高透明性、高強度、高楊氏模量、低熱膨脹系數等優點，為其形成各種功能性復合材料提供了可能，其在造紙、食品工業、復合材料、電子產品、醫藥等領域具有廣闊的應用前景。因此，納米纖維素的制備、結構、性能與應用的研究是目前國內外學者研究的重點和熱點[1-2].
到目前為止，納米纖維素主要是由植物纖維素原料通過物理法、化學法、生物法或這幾種方法的混合法制得，將納米纖維素添加到復合材料中可以顯著提高復合材料的力學性能。本文在簡述納米纖維素分類的基礎上，重點綜述了納米纖維素的制備方法及其在復合材料領域中的應用研究進展。
1 納米纖維素的分類。
在過去，對納米纖維素的分類一直沒有統一的標準，微纖化纖維素 （ Microfibrillated cellulose,MFC）是研究人員較早制備的具有納米尺寸的纖維素，此名稱一直廣泛用于科學研究和文獻資料。在后來的研究中，納米纖維素晶體 （ Nanocrystalline cellulose,NCC）和細菌納米纖維素 （ Bacterial nanocellulose,BNC） 逐漸被提及和描述。2011 年，Klemm 等人[3]根據尺寸以及制備方法的不同將納米纖維素分為3 類，見表1.
納米纖維素晶體 （ NCC） 又稱纖維素納米晶、納米微晶纖維素，一般由強酸水解得到，呈針狀晶須結構，長徑比一般較??； 其直徑5 ~70 nm,長度100 ~類別 制備方法 原料來源 直徑/nm 長度/nm納米纖維素晶體 化學法 微晶纖維素、棉花、木材等 5 ~70 100 ~250微纖化纖維素 物理法 木材、甜菜、棉花等 5 ~60 1000 ~10000細菌納米纖維素 生物法 木醋桿菌、巴氏醋桿菌、固氮菌等 20 ~100 不定250 nm.由于酸水解其無定形區保留結晶區，故 NCC 的結晶度很高，通常為 60% ~ 90%,具有很高的力學性能，其楊氏模量約 150 GPa,抗拉伸強度約 10 GPa.
微纖化纖維素 （ MFC） 又稱納米纖絲纖維素、纖維素納米纖維，一般由物理法制備得到，呈纖絲狀，直徑 5 ~60 nm,長度 1000 ~10000 nm.微纖化纖維素由舒展的纖維素分子鏈組成，具有可彎曲性，其分子結構由結晶區和無定形區交替組成。
細菌納米纖維素 （ BNC） 是由細菌在生物酶的作用下對葡萄糖進行生物聚合產生的。細菌納米纖維素在化學組成和結構上與植物纖維素沒有本質區別，其結晶度高于植物纖維素，長度不定，直徑20 ~100 nm,具有高抗拉伸強度和良好形狀維持能力。
最近，G. M. Theo 等人[4]介紹了一種新型的納米纖維素，他們稱之為Hairy cellulose nanocrystalloids （ HC-NC） .HCNC 由化學試劑切斷無定形區的方法制備得到，包含結晶區和無定形區，結晶區與納米纖維素晶體相似，無定形區有許多聚合物高分子鏈。采用原子力顯微鏡 （ AFM） 和掃描電子顯微鏡（ SEM） 觀察 HCNC 長度為100 ~200 nm,直徑為5 ~10 nm,動態光散射 （ DLS） 觀察其兩端的聚合物高分子鏈約為 100 nm,具有很高的強度和透明性。
2 納米纖維素的制備方法。
2. 1 納米纖維素晶體的制備方法。
由于納米纖維素晶體長徑比較小、結晶度高，只有通過強酸或纖維素酶水解去掉纖維素的無定形區，保留規整的結晶區才能得到。故納米纖維素晶體的制備方法主要有酸水解和酶解兩種方法。
關鍵詞： 納米纖維素； 制備； 納米復合材料； 應用。
Abstract: There are three types of nano cellulose: nano crystalline cellulose,nano cellulose fiber and bacterial nano cellulose. Due to itshigh strength,high specific surface area,high transparency and other excellent properties,nano cellulose becomes one of the hotspots in ma-terial research field. This paper reviewed the recent progress in its preparation methods,and its application in the field of composite materi-als.
Key words: nano cellulose; preparation; nano composite materials; application.
纖維素 （ Cellulose） 是一種天然高分子化合物，已經成為人類社會不可或缺的重要資源。纖維素主要來源于植物 （ 如棉、麻、木、竹等） ,與合成高分子材料相比，具有可再生、可降解、成本低廉、儲量豐富等優點。納米纖維素 （ Nano Cellulose,NC） 是指直徑在1 ~100 nm,具有一定長徑比，化學成分為纖維素的納米高分子材料。納米纖維素不僅具有天然纖維素可再生、可生物降解等特性，還具有大比表面積、高親水性、高透明性、高強度、高楊氏模量、低熱膨脹系數等優點，為其形成各種功能性復合材料提供了可能，其在造紙、食品工業、復合材料、電子產品、醫藥等領域具有廣闊的應用前景。因此，納米纖維素的制備、結構、性能與應用的研究是目前國內外學者研究的重點和熱點[1-2].
到目前為止，納米纖維素主要是由植物纖維素原料通過物理法、化學法、生物法或這幾種方法的混合法制得，將納米纖維素添加到復合材料中可以顯著提高復合材料的力學性能。本文在簡述納米纖維素分類的基礎上，重點綜述了納米纖維素的制備方法及其在復合材料領域中的應用研究進展。
1 納米纖維素的分類。
在過去，對納米纖維素的分類一直沒有統一的標準，微纖化纖維素 （ Microfibrillated cellulose,MFC）是研究人員較早制備的具有納米尺寸的纖維素，此名稱一直廣泛用于科學研究和文獻資料。在后來的研究中，納米纖維素晶體 （ Nanocrystalline cellulose,NCC）和細菌納米纖維素 （ Bacterial nanocellulose,BNC） 逐漸被提及和描述。2011 年，Klemm 等人[3]根據尺寸以及制備方法的不同將納米纖維素分為3 類，見表1.
納米纖維素晶體 （ NCC） 又稱纖維素納米晶、納米微晶纖維素，一般由強酸水解得到，呈針狀晶須結構，長徑比一般較??； 其直徑5 ~70 nm,長度100 ~類別 制備方法 原料來源 直徑/nm 長度/nm納米纖維素晶體 化學法 微晶纖維素、棉花、木材等 5 ~70 100 ~250微纖化纖維素 物理法 木材、甜菜、棉花等 5 ~60 1000 ~10000細菌納米纖維素 生物法 木醋桿菌、巴氏醋桿菌、固氮菌等 20 ~100 不定250 nm.由于酸水解其無定形區保留結晶區，故 NCC 的結晶度很高，通常為 60% ~ 90%,具有很高的力學性能，其楊氏模量約 150 GPa,抗拉伸強度約 10 GPa.
微纖化纖維素 （ MFC） 又稱納米纖絲纖維素、纖維素納米纖維，一般由物理法制備得到，呈纖絲狀，直徑 5 ~60 nm,長度 1000 ~10000 nm.微纖化纖維素由舒展的纖維素分子鏈組成，具有可彎曲性，其分子結構由結晶區和無定形區交替組成。
細菌納米纖維素 （ BNC） 是由細菌在生物酶的作用下對葡萄糖進行生物聚合產生的。細菌納米纖維素在化學組成和結構上與植物纖維素沒有本質區別，其結晶度高于植物纖維素，長度不定，直徑20 ~100 nm,具有高抗拉伸強度和良好形狀維持能力。
最近，G. M. Theo 等人[4]介紹了一種新型的納米纖維素，他們稱之為Hairy cellulose nanocrystalloids （ HC-NC） .HCNC 由化學試劑切斷無定形區的方法制備得到，包含結晶區和無定形區，結晶區與納米纖維素晶體相似，無定形區有許多聚合物高分子鏈。采用原子力顯微鏡 （ AFM） 和掃描電子顯微鏡（ SEM） 觀察 HCNC 長度為100 ~200 nm,直徑為5 ~10 nm,動態光散射 （ DLS） 觀察其兩端的聚合物高分子鏈約為 100 nm,具有很高的強度和透明性。
2 納米纖維素的制備方法。
2. 1 納米纖維素晶體的制備方法。
由于納米纖維素晶體長徑比較小、結晶度高，只有通過強酸或纖維素酶水解去掉纖維素的無定形區，保留規整的結晶區才能得到。故納米纖維素晶體的制備方法主要有酸水解和酶解兩種方法。
