文献综述
摘要：在由高速发展阶段转向高质量发展阶段过程中，绿色发展是一个重点。寻找可以代替不可再生资源及污染环境的材料的需求日益迫切。纤维素是一种天然可再生资源，在地球上储量丰富、分布广泛，且具有无毒和生物可降解能力，成为生物技术领域的热点，在多方面得到了实际应用。关于纤维素的研究有很多，包括纳米纤维素、再生纤维素、改性纤维素、抗菌纤维素等。其中纳米纤维素是指从纤维素原料中提取，某一维尺寸达到纳米数量级的纤维素。纳米纤维素在具有纤维素诸多特性的同时，还有着比表面积大、强度高、结晶度高、轻质等纤维素不具备的特性，且纳米纤维素拥有较为特殊的流体力学特性，可以保持悬浮状态长期稳定地分散在水中。[1,2]这些特性使之在造纸、食品工业、复合材料、电子产品、医药等领域具有广阔的应用前景。本文将介绍一些纳米纤维素的分类、制备及一些有关机械性能的研究。
关键词：纳米纤维素、可再生、机械性能、可降解材料、气凝胶
1 纳米纤维素
在过去，对纳米纤维素的分类一直没有统一的标准，微纤 化 纤 维 素 （Microfibrillated cellulose，MFC）是研究人员较早制备的具有纳米尺寸的纤维素，此名称一直广泛用于科学研究和文献资料。在后来的研究中，纳米纤维素晶体（Nanocrystalline cellulose，NCC）和细菌纳米纤维素（Bacterial nanocellulose，BNC）逐渐被提及和描述。2011年，Klemm 等人[3]根据尺寸、功能、制备方法及纤维素来源可以将纳米纤维素分为３种类型：纤维素纳米晶体（CNC），也被称为纳米晶体纤维素（NCC）和纤维素纳米晶须（CNW）；纤维素纳米纤维（CNF），也被称为纳米原纤化纤维素（NFC）；细菌纤维素（BNC）。目前，通过酸水解、氧化法、高压均质法等可以提取和制备纳米纤维素。
NCC一般由强酸水解得到，呈针状晶须结构，长径比一般较小; 其直径5～70 nm，长度100～250 nm。由于酸水解其无定形区保留结晶区，故NCC的结晶度很高，通常为60%～90%，具有很高的力学性能，其杨氏模量约150 GPa，抗拉伸强度约10GPa。
CNF一般由物理法制备得到，呈纤丝状，直径5～60nm，长度1000～10000 nm。微纤化纤维素由舒展的纤维素分子链组成，具有可弯曲性，其分子结构由结晶区和无定形区交替组成。
BNC是由细菌在生物酶的作用下对葡萄糖进行生物聚合产生的。细菌纳米纤维素在化学组成和结构上与植物纤维素没有本质区别，其结晶度高于植物纤维素，长度不定，直径20～100nm，具有高抗拉伸强度和良好形状维持能力。
2 纳米纤维素制备
