21 世紀(ji)，世界普遍關(guan)注(zhu)的(de)(de)科(ke)學技(ji)術(shu)發展的(de)(de)重要(yao)焦點之一(yi)就(jiu)是新型材料(liao)的(de)(de)創生。我國林木(mu)資(zi)源(yuan)短缺，木(mu)質廢(fei)棄(qi)物、木(mu)材加工剩余物、廢(fei)舊木(mu)制(zhi)品的(de)(de)高(gao)效再加工和循環利用，具有(you)十分重要(yao)的(de)(de)意義(yi)，并且符(fu)合循環經濟的(de)(de)發展趨(qu)勢，即組成“資(zi)源(yuan)-產品-再生資(zi)源(yuan)”的(de)(de)物質反復(fu)和循環流動。

木質(zhi)廢(fei)棄物(wu)、木材加(jia)工(gong)剩余(yu)物(wu)、廢(fei)舊木制品的(de)高效再加(jia)工(gong)和(he)循環(huan)利用不僅可以(yi)緩解木材供需(xu)矛盾，更重要(yao)的(de)意義在(zai)于(yu)，將(jiang)這些資源量巨大的(de)廢(fei)棄物(wu)通過(guo)科學的(de)加(jia)工(gong)，形成新的(de)產品或材料(liao)，有利于(yu)原本儲存的(de)碳素(su)進一步(bu)重新固(gu)定、封(feng)存，以(yi)保持減排(pai)低碳，減少溫(wen)室效應，保護人們賴以(yi)生(sheng)存的(de)生(sheng)態環(huan)境。

木質纖維素氣凝膠的研究和(he)開發邁(mai)出了木材(cai)剩余物高(gao)效再加工(gong)和(he)循(xun)環利用(yong)中關(guan)鍵的一(yi)步，它(ta)是將木材(cai)中所有組分(fen)包括纖(xian)維(wei)素(su)、半纖(xian)維(wei)素(su)和(he)木質(zhi)素(su)等不需經過(guo)分(fen)離和(he)化學處理，而通(tong)過(guo)溶解、凍融和(he)干燥工(gong)藝制備的一(yi)種新型木質(zhi)纖(xian)維(wei)素(su)基(ji)材(cai)料。

通過長期大(da)量(liang)的(de)(de)試驗，本團隊以木(mu)粉為原料(liao)(liao)，采用(yong)凍融法(fa)制備成功木(mu)質(zhi)纖維素氣(qi)凝(ning)膠，其(qi)工藝流程為：木(mu)質(zhi)纖維素氣(qi)凝(ning)膠材(cai)料(liao)(liao)不僅(jin)充(chong)分(fen)利用(yong)了生物(wu)質(zhi)材(cai)料(liao)(liao)中的(de)(de)各(ge)種組分(fen)，而且依據氣(qi)凝(ning)膠所具有的(de)(de)特殊性(xing)(xing)能，諸如極(ji)(ji)低的(de)(de)密(mi)度、極(ji)(ji)大(da)的(de)(de)比表面積和極(ji)(ji)高的(de)(de)絕緣性(xing)(xing)等(deng)，可被廣泛應(ying)用(yong)于(yu)組織工程、控(kong)釋系(xi)統(tong)、血液凈(jing)化(hua)(hua)、傳(chuan)感(gan)器、廢(fei)水處理、色譜(pu)分(fen)析(xi)、生物(wu)醫藥等(deng)領域(yu)，還可在高效(xiao)可充(chong)電電池(chi)、超(chao)級電容器、催化(hua)(hua)劑及載體、化(hua)(hua)妝品、氣(qi)體過濾和超(chao)級高效(xiao)隔熱隔聲材(cai)等(deng)有廣闊的(de)(de)應(ying)用(yong)前景。

納(na)米纖絲(si)(si)化纖維(wei)素(su)(su)（nanofibrillated cellulose）具有(you)(you)(you)卓越的(de)光學性(xing)能(neng)、機械性(xing)能(neng)和結構性(xing)能(neng)，在組織工程(cheng)、納(na)米復合材(cai)料、納(na)米器件中(zhong)有(you)(you)(you)非(fei)常廣泛的(de)用途。事(shi)實(shi)上，木材(cai)細(xi)胞壁中(zhong)的(de)纖維(wei)素(su)(su)微(wei)纖絲(si)(si)（植物(wu)學術(shu)語）就(jiu)是一種自(zi)然(ran)界中(zhong)取之(zhi)不(bu)盡的(de)高性(xing)能(neng)納(na)米纖維(wei)化纖維(wei)素(su)(su)。木材(cai)中(zhong)的(de)納(na)米纖絲(si)(si)化纖維(wei)素(su)(su)，不(bu)但(dan)具有(you)(you)(you)很高的(de)長徑比，還具有(you)(you)(you)木材(cai)天(tian)然(ran)的(de)可再生性(xing)、可循環性(xing)和可生物(wu)降解(jie)性(xing)。

20 世紀70 年(nian)代末，美國的(de)(de)Sandberg 等(deng)人使用高(gao)壓勻質機從木材紙(zhi)漿中分離出一(yi)種(zhong)高(gao)長徑比(bi)的(de)(de)納米(mi)纖維(wei)(wei)素(su)(su)(su)，其直(zhi)徑約為(wei)20nm，這(zhe)是納米(mi)纖絲(si)化纖維(wei)(wei)素(su)(su)(su)第一(yi)次(ci)正式露面。最初的(de)(de)研究者將(jiang)納米(mi)纖絲(si)化纖維(wei)(wei)素(su)(su)(su)稱(cheng)為(wei)微(wei)纖化纖維(wei)(wei)素(su)(su)(su)（microfibrillated cellulose），直(zhi)到(dao)現在(zai)許(xu)(xu)多學術(shu)文獻(xian)(xian)和商業宣傳仍在(zai)使用。但這(zhe)讓(rang)人感到(dao)困惑，因為(wei)這(zhe)些(xie)纖絲(si)的(de)(de)直(zhi)徑并不(bu)是微(wei)米(mi)級的(de)(de)。受此影響，許(xu)(xu)多文獻(xian)(xian)中也將(jiang)此類材料稱(cheng)為(wei)纖維(wei)(wei)素(su)(su)(su)微(wei)纖絲(si)（cellulose microfibrils），但這(zhe)個(ge)名詞還是一(yi)個(ge)植(zhi)物學的(de)(de)術(shu)語，在(zai)植(zhi)物學中有特定的(de)(de)含義。

根據人(ren)們對納米材(cai)料(liao)的定義（某一維度的尺寸小于100nm，即為納米材(cai)料(liao)），這(zhe)種(zhong)直徑(jing)2~100nm、長(chang)度達數微米的纖維素材(cai)料(liao)更宜命名(ming)為納米纖絲(si)化纖維素。

納米纖(xian)絲化纖(xian)維素(su)的(de)制備(bei)方(fang)法主要有：

①機械法：采用高(gao)(gao)強度沖擊、振動(dong)或高(gao)(gao)壓精磨處理進(jin)行纖(xian)維素(su)分離而得到(dao)徑級(ji)為納米尺度的纖(xian)維素(su)纖(xian)絲；主要包(bao)括高(gao)(gao)壓沖擊法、高(gao)(gao)壓乳化法、精磨/膠(jiao)磨法、高(gao)(gao)速剪切法、冷凍壓碎法、超聲波法和高(gao)(gao)壓勻質(zhi)處理等。

②化學(xue)法與機械法結合處理(li)：先采用化學(xue)法預處理(li)，脫除(chu)細胞壁(bi)物質中的半(ban)纖維素和木(mu)質素，然(ran)后在飽(bao)水狀態下利用高強(qiang)度精磨機進行處理(li)。

迄今(jin)，國(guo)內(nei)外研究(jiu)者對納米(mi)纖(xian)絲化(hua)纖(xian)維(wei)素(su)(su)的(de)制備方法仍在進行著諸多嘗(chang)試(shi)。旨在尋求一(yi)種(zhong)簡便、快捷和無(wu)污染、低成本的(de)方法以制備出長徑比高(gao)(gao)(gao)、結晶度高(gao)(gao)(gao)和網絡(luo)交聯密度高(gao)(gao)(gao)的(de)納米(mi)纖(xian)絲化(hua)纖(xian)維(wei)素(su)(su)，以供(gong)高(gao)(gao)(gao)附加值的(de)工業化(hua)利用。

自納米(mi)纖絲化(hua)(hua)纖維素(su)出(chu)現以來，科(ke)研工(gong)作(zuo)者們對這種新興納米(mi)材料的應用做了(le)大(da)量探索工(gong)作(zuo)。目(mu)前納米(mi)纖絲化(hua)(hua)纖維素(su)主要在食品、化(hua)(hua)妝(zhuang)品中作(zuo)為增強(qiang)相在許(xu)多聚合(he)物基體中有(you)著廣(guang)泛的應用。

此外，一些科(ke)研工作者(zhe)還將(jiang)納米(mi)纖絲(si)化(hua)(hua)纖維素與(yu)一些導電(dian)(dian)聚合物如聚吡咯復合制備可折疊的(de)導電(dian)(dian)薄(bo)膜材(cai)料(liao)及柔性(xing)電(dian)(dian)極(ji)材(cai)料(liao)，從(cong)而(er)拓寬了納米(mi)纖絲(si)化(hua)(hua)纖維素的(de)用(yong)途，提高了纖維素的(de)附(fu)加值，也(ye)為高值化(hua)(hua)發展新型納米(mi)纖絲(si)化(hua)(hua)纖維復合材(cai)料(liao)提供了科(ke)研思路。

當前(qian)，對(dui)于木質纖維(wei)素氣凝(ning)膠(jiao)、納米纖絲化纖維(wei)素的(de)研究已成為國(guo)內外研究重(zhong)點。特(te)別是木質纖維(wei)素氣凝(ning)膠(jiao)制備(bei)中的(de)全組分利用及(ji)其層(ceng)級結(jie)構調控(kong)，納米纖絲化纖維(wei)素的(de)拆解機制等更(geng)備(bei)受(shou)關注。

如(ru)何(he)高值(zhi)化開發(fa)利用木(mu)質(zhi)纖(xian)維素，氣凝膠及納米(mi)纖(xian)絲(si)化纖(xian)維素將(jiang)是未來一(yi)段時間研究(jiu)(jiu)的(de)重(zhong)(zhong)點，而研制和開發(fa)這些(xie)新(xin)興的(de)生物(wu)質(zhi)纖(xian)維素基材(cai)料(liao)對(dui)于促(cu)進我(wo)國生物(wu)質(zhi)納米(mi)材(cai)料(liao)發(fa)展及相關學科協同創新(xin)具有深遠的(de)影響和重(zhong)(zhong)要的(de)戰略意(yi)義。對(dui)此，我(wo)國學者更應(ying)該創新(xin)思(si)維，辛勤耕讀(du)，快馬(ma)加鞭，奮力占據世界(jie)該領域研究(jiu)(jiu)的(de)學術高地。