1.1纳米纤维素的研究现状
纤维素主要是由植物的光合作用合成的，是自然界取之不尽的，用之不竭的可再生的天然高分子。近年来随着石油、煤炭储量的下降、石油价格的飞速增长、各国对环境污染问题的日益关注和重视，以及可再生资源在科技、医学、技术等方面的发展，纤维素的应用正愈来愈受到重视[5]。
目前，国内纳米纤维素的研究已有一些，但在总体上还处于起步的阶段。国际上对于纳米纤维素已经进行了几十年的系统的研究，已经在制备、表征、表面修饰、复合材料、医学材料以及光学材料等功能特性和应用方面做出了许多的尝试性研究，有些成果也已经商品化。2011年，加拿大的魁北克Domtar Windsor制浆造纸厂已经建立了世界上第一个具有工业规模、产能达到1t/d的纳米微晶纤维素(NCC)的示范车间，这标志着纳米微晶纤维素在制备方面已经取得了较大的突破[6,7]。
由于纳米纤维素是一种纯天然的生物材料，所以它在生物方面的用途极为广泛，包括生物医学材料，生物传感器的制造，生物载体，无机材料的生物模板，和无机材料复合而制备的具有生物活性的组织学支架，磁性药物载体，甚至工业净化设施等等，几乎所有纳米纤维素所应用的领域都会涉及到其生物特性[8]。
其与非纳米纤维素相比，纳米纤维素具有许多的优良特性，如高结晶度、高亲水性、高强度、高杨氏模量、高纯度、高透明性和超精细结构等，加之其具有天然纤维素的轻质、可降解、好的生物相容性及可再生等特性，所以在造纸、建筑、汽车、食品、化妆品、电子产品、医学等领域都有巨大的潜在的应用前景。
纳米纤维素有很多种制备方法：
1）机械法制备：天然纤维素经过高压机械的处理，而得到了一种新型的高度润胀的胶体状纳米纤维素，一般称之为微纤化纤维素。微纤化纤维素是由一些长的线状的微细纤维组成的无规则网状物，保留了微细纤维的外形，其纤维直径为10～50nm，长度为直径的10～20倍。通过机械法而制备微纤化纤维素，无需使用化学试剂，所以对环境影响小。
2）高压均质法：高压均质法是将纤维素分解成纳米纤维素的一种常用的机械制备方法。在高压均质过程中，高压的释放和高速运动能使物料粉碎，从而减小了物料的尺寸。在20世纪80年代早期，Turbak等以4%左右的预水解木浆为原料，而制备出了微纤化纤维素。经文献表明，Dufresne等通过高压均质对纯化后的甜菜纤维进行了处理，并使其细胞壁发生破坏，从而制备出微纤化纤维素，微纤化纤维素经过干燥后可用于制备高强度纤维片。Zimmermann等采用不同的原材料，通过机械分散和高压均质的过程，制备出了最大长度及直径均小于100nm的微纤化纤维素。
3）化学机械法：由于高压均质法易出现均质机堵塞等问题，从而无法实现制备过程的连续化。为了解决上述问题，而出现了一系列改进的方法，即化学机械法。化学机械法是先用化学降解法对纤维进行适当的氧化降解预处理，再用高压均质机进行均质化处理的制备方法。
4）化学法制备：在天然纤维素经酶解或酸水解后，而得到NCC。NCC是一种直径为1～100nm、长度为几十到几百纳米的刚性棒状纤维素，其一般具有天然纤维素Ⅰ的晶型，可在水中形成稳定的悬浮液。在化学法制备NCC的同时，还可以对其表面进行改性，从而赋予纳米微晶纤维素新的特性和功能。因此化学法是国内外重点研究的NCC制备方法。
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