纖維素納米晶是一種一維納米材料；通常直徑為：5至20 nm，長度為50至300 nm的剛性棒狀纖維素材料，它具有高純度、高結(jié)晶度、高聚合度、高楊氏模量、高強(qiáng)度等材料性能以及輕質(zhì)可降解性、生物相容性和可再生性等環(huán)境友好特性，在新型復(fù)合材料領(lǐng)域表現(xiàn)出及其可觀的應(yīng)用前景。
它力學(xué)性能突出，纖維素納米晶與普通纖維材料相比，擁有優(yōu)越的機(jī)械性能，理論上其楊氏模量可達(dá) 150 GPa，堪比鋼鐵、玻璃、碳纖維和碳納米管。而纖維素納米晶又具有很低的密度（1.5 Kg·m-3），是理想的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料。化學(xué)性質(zhì)活潑；纖維素納米晶表面含有豐富的羥基，纖維素分子鏈中的葡萄糖單元上有三個活潑的羥基：一個伯羥基和兩個仲羥基。它們可以作為反應(yīng)活性位點(diǎn)進(jìn)行原位復(fù)合反應(yīng)，例如形成無機(jī)納米顆粒/纖維素納米晶復(fù)合材料，為纖維素納米晶的功能化提升創(chuàng)造了條件。
以濃硫酸水解制備的纖維素納米晶表面帶有負(fù)電核，賦予其在水中穩(wěn)定的懸浮性能，這是因?yàn)?/span>硫酸酯化了纖維素納米晶表面的羥基生成磺酸酯，產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電排斥作用。濃硫酸水解處理得到的纖維素納米晶水溶液，在一定濃度下可以形成手性向列型液晶相材料。1959年，Marchessualt 等人首先發(fā)現(xiàn)了纖維素納米晶的手性液晶性質(zhì)，引起了人們的廣泛關(guān)注。纖維素納米晶的手性液晶既可用于制備具有特殊手性光學(xué)性質(zhì)的薄膜材料，也可以作為一種特殊的液晶模板，用于制備具有手性孔排列的多孔結(jié)構(gòu)材料。目前，越來越多的研究結(jié)果表面，納米纖維素晶已經(jīng)在納米光學(xué)傳感器、新型防偽材料、裝飾材料以及手性分離和手性催化等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用研究價值。
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