纤维素纳米晶是一种可再生、可降解的生物质纳米材料,具有高长径比、较好的透明性、大比表面积、高机械强度以及生物相容性等特点。纤维素纳米晶在自然界中来源广泛,主要来源于树木等高等植物。从纤维素原材料中提取CNC的方法也有很多,如硫酸酸解法、TEMPO氧化法等。纤维素纳米晶可以被用作聚合物材料中的增强填料或者一些功能性复合材料的基体材料。另外,由于纤维素纳米晶体悬浮液浓度在阈值浓度以上时能够形成CNC胆甾型液晶,进而可以干燥成CNC彩色膜。CNC的取向情况在实际应用中显得十分重要,利用外部电场或磁场可以控制CNC中纳米棒的取向,然而却需要较强的电场或磁场才能取向,大大限制了 CNC取向的控制,因此我们需要从不同的方面提高CNC在电场或磁场的响应能力。本文先用硫酸酸解法制备纤维素纳米晶悬浮液,发现硫酸制备的CNC表面含有带负电的磺酸根,纳米棒之间由于电荷斥力,分散性较好。同时,该方法制备纤维素纳米晶属于典型的纤维素Ⅰ晶型,具有高的长径比、大的比表面积以及表面有丰富的羟基基团等特性,在作为纳米复合材料的基体方面有很大的应用前景。为了提高纤维素纳米晶在电场或者磁场中的响应能力,首先从制备方法入手,采用高铁酸钾制备纤维素纳米晶,并与TEMPO氧化法制备的CNC进行对比,前者在反应中引入的Fe3+与CNC表面的羧基形成络合物,其分散性较差,存在少量的聚集,导致无法在电场或者磁场中进行CNC取向测试。其次,将磁性多氧酸盐[{Cu(2,2-bpy)}{Cu(IN)2}{Mo4O12(OH)2}]附着到纤维素纳米晶的表面以提高CNC的电磁响应能力,用水热处理法成功制备出附着磁性盐的磁性CNC,在水溶液中分散稳定,可以在1T磁场中取向,又或者在2×105 Hz的频率和1200 V/cm的电压下沿电场良好取向,很大程度上提高了 CNC在电场或者磁场中的取向能力。