广义上将直径小于1μm的纤维均称为纳米纤维，而狭义上讲只把直径在1μm到100μm内、长度最低要是直径的一百倍的纤维才被称作纳米纤维。而来源的不同也会导致纳米纤维素尺寸的差异，甚至影响会十分显著。表1.2就列举了集中来源不同的纳米纤维素纤维的长度和直径[12]。

表1.2不同来源的纳米纤维素纤维长度与直径

纤维素来源 长度 横截面（nm）

被囊动物 100nm-几微米 15

海藻 ＞1000nm 10-20

细菌 100nm-几微米 5-10至30-50

麦秆 220nm 5

棉 220-350nm 5-15

木材 100-300nm 3-5

甜菜渣 310nm 15

纳米结构的材料具有“纳米效应”，该效应会在一定程度上提升材料的强度。这种强度的提升体现在如下：一是表面效应。即因其尺寸较小导致表面积的变大。纳米纤维因为较小的直径而直接引起其比表面积极大，因此表面原子的所占比会变大。又由于表面原子相邻配位原子的缺失，故拥有大的表面能，也由此导致纳米纤维活性较强。二是小尺寸效应。即在纳米纤维的制造过程中，材料微观的边界条件遭到破坏，使其宏观的某些物理性质如声学、光学、电磁学和热力学等性质发生变化。

一般而言，纳米纤维素分为三种：纤维素纳米纤维（cellulosenanofiber，简称CNF）或微纤化纤维素（microfibrillatedcellulose，简称MFC），纤维素纳米晶（cellulosenanocrystal，简称CNC）或纳米纤维素晶体（简称NCC），以及细菌纳米纤维素（bacterialnanocellulose，简称BNC）。

1.1.4纤维素纳米纤维

纤维素纳米纤维又称微纤化纤维素，是将纤维素溶解于溶剂中后再通过一系列控制和操作处理得到的微细、干燥、稳定的纳米纤维素纤维[13]。对于纤维素类的原料而言，纳米纤维素的提取主要分为提纯或均质以及分离两步进行。在第一个步骤中，提纯是要求对于植物类的纤维素则要得到纯的木质纤维，而对于动物来讲则是去除蛋白质基质从而得到纤维素纤丝，对于细菌的则是在培养中去除细菌以及其它杂质[14-16]。至于是否提纯或是只需均质处理则按照纤维素的来源以及下一步所需的纤维素状态来决定；而分离则主要分为机械分离以及化学分离。机械处理主要有高压均质、研磨精磨、冷冻破碎、高强度超声处理和微射流均质等；化学处理主要有酸解和酶解。

1.1.5纤维素纳米晶

纤维素纳米晶（NCC）长度约10-1000nm，截面尺寸5-20nm，长径比约1-100。具有比表面积大、环境相容性好、力学性能优异（主要有硬度大、强度高、表面张力大）、反应活性高以及亲水性好等优点。因此一般在复合材料中，可以充当增强剂。而且因为来源丰富，许多研究都着眼于充分利用当下的一些废弃物，已获得更大效益，像利用高强度超声波从玉米苞叶中提取NCC等[17-21]。

具体的应用例子有：对聚丁二酸丁二酯（PBS）进行改性（主要是利用了NCC良好的分散性使得在PBS材料发泡的过程里起到类似碳纳米管、碳纤维的异相成核的作用，对整个复合材料起到增强发泡性能和力学性能的作用），经试验测定，当NCC的质量分数是5%时，可以获得最好的综合性能：对于发泡性能是泡孔密度增至9.6×105个/cm3，泡孔直径下降到131μm；对力学性能是弯曲强度从5.8MPa提升至6.4MPa，弯曲弹性模量从221MPa提升至306MPa[22-24]。此外，还有在染料方面充当稳定Pickering乳液的胶体粒子。经试验测定，相较于以往的常规稳定剂（如二氧化硅、氧化铝、石墨烯、蒙脱土等），采用NCC的微胶囊染色的布样，无论是其干湿摩擦牢度抑或耐皂牢度都与目前的商品分散染料相当甚至略有优势。特别的，该布样染色后的废水污染程度远低于现今的商品分散染料[25-28]。 生物质纳米材料的结构和物理性能(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_205128.html