植物納米纖維薄膜研究進展

卿　彥　易佳楠　吳義強,*　蔡智勇　吳清林,3

(1.中南林業(yè)科技大學材料科學與工程學院,湖南長沙,410018；2.USDA Forest Service, Forest Products Laboratory, Madison, WI 53726-2398, USA；3.School of Renewable Natural Resources, Louisiana State University Agricultural Center, Baton Rouge, LA 70803, USA)

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綜述

植物納米纖維薄膜研究進展

卿彥1易佳楠1吳義強1,*蔡智勇2吳清林1,3

(1.中南林業(yè)科技大學材料科學與工程學院,湖南長沙,410018；2.USDA Forest Service, Forest Products Laboratory, Madison, WI 53726-2398, USA；3.School of Renewable Natural Resources, Louisiana State University Agricultural Center, Baton Rouge, LA 70803, USA)

植物納米纖維具有良好的力學及光學性能、精細的納米結構、優(yōu)異的生物相容性,可用于制備層狀多孔的納米纖維薄膜。文章概述了植物納米纖維的制備、成膜的主要方法及其原理,詳細介紹了植物納米纖維薄膜優(yōu)異的力學、光學及阻隔等性能及其在包裝材料、防偽印刷、生物醫(yī)藥、儲能材料和柔性顯示器件等領域的應用研究進展,并對其未來應用前景進行了展望。

植物納米纖維；納米纖維薄膜；制備與性能；應用前景

隨著煤炭、石油、礦石等不可再生資源的日益消耗,尤其是人類對居住環(huán)境的高度重視,開發(fā)和利用綠色可再生資源已成為世界共識。植物纖維通過光合作用生成,取之不盡、用之不竭,在文明傳承與社會進步中發(fā)揮了卓越的貢獻。采用機械剪切、化學氧化等方法可將植物纖維制備成納米級纖維(直徑小于100 nm),賦予其良好的力學與光學性能、精細的納米結構及巨大的比表面積。不僅如此,植物納米纖維表面豐富的活性基團可使纖維之間產生較強的氫鍵作用,自組裝(組織)形成類似于紙張結構的納米纖維薄膜。這種薄膜在高檔包裝材料、防偽印刷、柔性電子器件、光學材料以及高效儲能材料等領域應用前景廣闊,已成為近10年來植物纖維高效利用的研究熱點之一。

1　植物納米纖維的制備

通常,在強酸水解、機械剪切、化學氧化等作用下,可將植物纖維加工成直徑為納米級的微細纖維。根據(jù)纖維形態(tài)、結構和性能的差異,植物納米纖維可分為纖維素納米晶體(Cellulose Nanocrystal,CNC)和纖維素納米纖絲(Cellulose Nanofibril,CNF)[1-2]。CNC一般通過強酸水解獲得,其纖維直徑分布窄、纖維素結晶度高、長徑比小。CNF主要通過機械剪切的方法制備,其纖維直徑分布因制備方法而異,纖維素結晶度相對較低,但纖維長徑比大,在水溶液中呈天然交織狀態(tài)。

1.1強酸水解

早在1951年,Ranby等[3]首次通過酸水解制得CNC。植物纖維的纖維素由結晶區(qū)與非結晶區(qū)組成,非結晶區(qū)由于結構松散被強酸降解,留下晶體排列致密的結晶區(qū)，得到一種棒狀、剛性的CNC[4]。目前,用于制備CNC的酸主要有H2SO4和HCl,也有少量報導采用HBr、順丁烯二酸和H3PO4對植物纖維進行水解。迄今為止,木材、竹材、棉花、小麥秸稈、苧麻、劍麻、亞麻、棕櫚、甜菜、藻類等植物纖維都可用于制備CNC[5]。原材料不同,得到的CNC形態(tài)也有差異。由木材纖維制得的CNC直徑一般在3～5 nm、長度100～200 nm,而由海藻類植物(如Valonia)纖維制得的CNC長度可達1000～2000 nm。酸水解工藝(主要包括時間、溫度、酸濃度)也是影響CNC性能的主要因素。酸濃度過大、水解時間過長,纖維素結晶區(qū)受到較大程度的破壞,纖維熱穩(wěn)定性降低,并伴隨產生炭化現(xiàn)象。因此,對植物纖維進行酸水解制備CNC時,H2SO4的質量分數(shù)一般保持在60%～65%左右,HCl濃度則為2.5～4.0 mol/L,反應溫度室溫至70℃不等,反應時間則隨原料的不同而有所差異。

圖1　濃HCl和濃H2SO4酸水解制得的CNC的表面基團

盡管濃HCl和濃H2SO4均可用于酸水解制備CNC,但水解得到的CNC的分子結構明顯不同(見圖1)。通過濃H2SO4水解制得的CNC表面發(fā)生磺化作用,引入了大量的磺酸基團(—SO3H),使得纖維表面帶有較強的負電荷,因而在水溶液中由于電荷排斥作用而均勻分散。這些引入的表面電荷也會顯著影響納米纖維在水中的排列,濃H2SO4酸水解制得的CNC可自發(fā)形成手性相列排布,在宏觀材料中表現(xiàn)出光的選擇性吸收與旋光特性。因此,采用濃H2SO4酸水解制得的CNC可用作基體或模板材料,合成智能的光響應材料,這已成為該領域的重要研究方向與熱點[6-7]。濃HCl酸水解得到的CNC表面基團并沒有太大變化,在水溶液中的分散效果較差,易團聚沉淀。

1.2機械剪切法

通過高速機械剪切與摩擦、高強度空穴效應也可實現(xiàn)植物纖維的納米化。利用該方法制備的植物納米纖維直徑為納米級、長度達數(shù)百納米甚至幾十微米,通常被稱為纖維素納米纖絲(CNF)。目前,制備CNF常用的設備主要有：高壓均質機(Homogenizer)、微射流納米均質機(Microfluidizer)、超微細磨機(Grinder)與高強度超聲波分散儀等[8-9]。

Herrick等[10]和Turbak等[11]在1983年首次通過高壓均質機制備得到CNF,在碰撞、剪切和空穴效應的作用下,微纖絲間的氫鍵被打開,從而得到CNF。微射流納米均質機是一種“進化”的高壓均質機,其特有的“Z”型反應腔能使物料纖維在多次碰撞的條件下發(fā)生剪切、沖擊,實現(xiàn)植物纖維納米化(作用原理見圖2)。理論上,微射流納米均質機能提供最高可達300 MPa的沖擊強度,能加快纖維納米化進程,也能改善纖維的物理及力學等性能。超微細磨是一種典型的通過摩擦與剪切力來制備納米纖維的方式。原料纖維進入超微細磨機后,在磨盤磨齒之間的剪切、摩擦等外摩擦力的作用下,纖維逐級納米化(作用原理見圖2)。根據(jù)上述機械剪切的特點,吳義強等[12]提出采用超微細磨-微射流納米均質化聯(lián)機的方法制備CNF,這種“內外結合”的作用方式不僅能加速纖維納米化,也提高了CNF尺寸的均一性,還可避免在均質剪切過程中出現(xiàn)反應腔堵塞現(xiàn)象。

圖2　植物纖維超細微磨、微射流納米 均質化作用示意圖

由于植物纖維的纖維素結晶區(qū)排列緊密,采用單一的機械剪切方式難以獲得尺寸均一的納米纖維,且反復機械剪切需消耗較多能量。因此,在進行機械剪切時,常采用機械打漿、酶水解、酸水解等方法對纖維原料進行預處理,降解或破壞纖維素的結晶區(qū),增大纖維機械剪切的接觸面積,提高纖維納米化的效率與質量[13]。

1.3化學氧化法

化學氧化法主要有2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化法與高碘酸鹽氧化法。植物纖維素是由β-D吡喃葡萄糖縮聚組成的高分子鏈聚合物,每個葡萄糖分子中有3個未反應的羥基,其中C6羥基反應活性最強。TEMPO能將纖維素分子的C6羥基氧化成羧基,使纖維表面產生負電荷從而形成較強的排斥力,有助于纖維的納米化。Isogai等[14]帶領的團隊在該方面開展了系統(tǒng)深入的研究,率先利用TEMPO氧化法制備納米纖維,并探明了中性、酸性、堿性催化條件下的工藝條件及其反應機理,并比較了不同植物基TEMPO氧化納米纖維的差異。

高碘酸鹽是一種選擇性氧化劑,其能將纖維素葡萄糖環(huán)上的C2—C3連接鍵斷開,使對應碳鏈上的羥基轉化為具有高還原性的醛基,再利用次氯酸鹽、亞硫酸鹽等強氧化性物質將醛基進一步氧化成羧基,纖維素表面電荷的相互排斥作用可促進微纖絲之間的分離,加速纖維納米化,作用機理與TEMPO氧化法相似。Liimatainen等[15]首次采用高碘酸鈉(NaIO4)、次氯酸鈉(NaClO2)依次氧化樺木漿纖維,再進行3～4次反復均質化處理可獲得直徑25～31 nm的納米纖維,但高碘酸氧化易破壞纖維素內部的晶體結構,其結晶度降低20%左右。另外,利用高碘酸鹽氧化制備的納米纖維的薄膜力學強度約為TEMPO氧化納米纖維薄膜的1/2,斷裂伸長率僅為其1/10～1/6[16]。

2　植物納米纖維薄膜的制備

植物納米纖維比表面積大、表面含有豐富的親水基團,當其溶液中溶劑(一般為水)散失時,纖維在毛細管張力作用下逐漸靠攏,相鄰纖維形成較強的氫鍵,從而得到層狀結構的納米纖維薄膜(Film或Sheet)。在納米纖維成膜過程中,纖維之間強烈的毛細管張力與氫鍵作用使得薄膜發(fā)生明顯的變形和皺縮。因此,納米纖維成膜的方法影響和決定著薄膜的結構與性能,現(xiàn)階段常采用模制法(Casting)和滲濾干燥法(Filtration-Drying)制備植物納米纖維薄膜。

2.1模制法

對納米纖維懸浮液進行超聲波分散處理后,再通過加熱的方式使溶劑蒸發(fā),在毛細管張力的作用下,纖維逐漸靠攏,形成納米纖維薄膜。Qing等[17]曾以TEMPO氧化得到的CNF為原料,比較不同成膜方法對CNF薄膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),通過模制法制備的CNF薄膜透光率高,但存在表面粗糙度大、力學性能不佳、容易發(fā)生皺縮變形的缺陷。此外,模制法的制備周期很長,需要幾天甚至更長時間,難以大規(guī)模商業(yè)化生產。

2.2滲濾干燥法

利用一種簡易抽濾裝置可使納米纖維溶液在壓力差的作用下,快速形成表面平整的納米纖維薄膜,這種制備方法稱之為滲濾干燥法。與模制法相比,利用滲濾干燥法制備的納米纖維薄膜具有表面平整、力學性能好等優(yōu)點。Sehaqui等[18]在此方法基礎上,提出了一種快速制備大尺寸、表面平整的納米纖維薄膜的新方法；將抽濾制得的濕膜先夾在孔徑為50 μm的金屬篩網之間,外層再包覆吸水紙板,在93℃、7000 Pa的真空爐內干燥10 min即可制得性能優(yōu)異的納米纖維薄膜。雖然滲濾干燥法操作復雜,但一定程度上提高了納米纖維薄膜的整體性能,且大大縮短了制備時間,是一種很有潛力的商業(yè)化生產納米纖維薄膜的方法。

3　植物納米纖維薄膜的主要性能

納米纖維的精細納米結構可賦予其薄膜良好的力學性能、光學性能、阻隔特性及熱穩(wěn)定性。近年來,納米纖維薄膜在儲能材料、光電材料等高端領域應用迅速發(fā)展,吸引了眾多研究者的廣泛關注。

3.1力學性能

納米纖維在溶液中常呈天然網狀交織狀態(tài),失水形成薄膜時,這些交織的納米纖維在水平方向上逐漸收縮成微小單元,是納米纖維薄膜優(yōu)異力學性能和熱穩(wěn)定性的結構基礎。垂直方向上,交織狀納米纖維在重力作用下逐漸沉積成小薄層,隨著水分的逐漸減少,薄層則堆積形成更厚的薄膜,因此納米纖維薄膜在厚度方向以層狀結構為主。這種層狀結構對納米纖維薄膜的力學性能影響較大,同一平面的納米纖維結合強度高于層與層之間的納米纖維,層與層之間的剪切破壞是導致納米纖維薄膜斷裂的主要原因之一[19]。CNF薄膜表面和斷裂面微觀結構如圖3所示。

Dufresne等[20]以甜菜根為原料,研究了抽提物、果膠及含水率對CNF薄膜力學性能的影響。結果發(fā)現(xiàn),果膠具有膠黏劑的作用,能增大納米纖維之間的結合強度,有利于提高薄膜的力學性能；而隨著含水率的增大,抽提物及果膠易吸水軟化,從而降低薄膜力學性能。Taniguchi等[21]指出,CNF薄膜的拉伸強度高于普通打印紙,也優(yōu)于聚乙烯薄膜。Henriksson等[22]以酶預處理木材CNF制得纖維素聚合度為1100、孔隙率為28%的高韌性(15.1 MJ/m3)薄膜。Saito等[23]以TEMPO氧化木質CNF為原料,制備出拉伸強度高達300 MPa、斷裂伸長率接近12%的薄膜。

圖3　CNF薄膜及其微觀結構

纖維來源加工方法薄膜制備工藝最大拉伸應力/MPa最大拉伸應變/mm·mm-1彈性模量/GPa針葉木漿[13]酶預處理+15次均質化處理真空過濾,80℃干燥1042.614.0針葉木漿[22]酶預處理+12次均質化處理真空過濾,55℃干燥21410.113.2闊葉木漿[23]中性TEMPO氧化處理真空過濾,50℃干燥31211.56.5桉木漿[17]中性TEMPO氧化處理+2次均質化處理模制2268.211.8桉木漿[17]中性TEMPO氧化處理+2次均質化處理加壓過濾,60℃干燥23214.24.25甜菜根[20]堿處理+10～15次均質化處理模制1043.29.3

表1綜合比較了不同CNF薄膜的主要力學性能。從表1可以看出,納米纖維加工方法和薄膜制備方法對薄膜力學性能影響較大。

3.2光學性能

圖4　自組裝CNF薄膜及其環(huán)氧樹脂 復合薄膜透光特性比較

由于植物納米纖維的直徑遠小于可見光散射的范圍,理論上,它是一種理想的透光材料。Fukuzumi等[24]指出，厚度為20 μm的TEMPO氧化CNF薄膜在波長400～1000 nm范圍內的可見光透光率很高,其中，針葉木漿CNF薄膜的可見光透光率為90%,闊葉木漿CNF薄膜的可見光透光率為78%。由于可見光在納米纖維薄膜表面發(fā)生一定的反射,薄膜的孔隙結構也會導致不同程度光散射,納米纖維薄膜常呈半透明狀。為了改善納米纖維薄膜的透光性,發(fā)揮其在綠色柔性顯示材料中的應用價值,Yano等[25]通過砂紙打磨、覆蓋聚合物等方法成功降低了CNF薄膜表面的可見光散射,薄膜的透光率明顯提高。Qing等[26-27]研究發(fā)現(xiàn),通過在CNF薄膜表面均勻涂覆透明的環(huán)氧樹脂(Epoxy)層,不僅薄膜表面粗糙度降低,其可見光透光率也提高了約20%(見圖4(a))。這種環(huán)氧樹脂保護層還能防止水分對薄膜的“攻擊”,制備的復合薄膜在現(xiàn)代柔性電子器件中具有理想的應用效果。通常,納米纖維(尤其是濃H2SO4酸水解制得的CNC)在溶液中隨機分散,當其濃度達到一定水平時,隨機分散的納米纖維自發(fā)組織成有序的排列,形成典型的手性相列排布,其自組裝形成的薄膜表現(xiàn)出明顯的虹彩效應[28]。

3.3阻隔性能

納米纖維薄膜的結構致密,能有效阻隔O2、CO2及油分子等小分子物質。Syverud等[29]首次研究了CNF薄膜的阻隔性能；結果發(fā)現(xiàn),厚度為21和30 μm的CNF薄膜的空氣透過率分別為13和11 nm/(Pa·s),氧氣透過率分別為18.5和17.0 mL/(m2·d),其氣體阻隔性能遠優(yōu)于相同厚度的高、低密度聚乙烯薄膜,略高于商業(yè)玻璃紙。盡管納米纖維薄膜具有納米網狀結構,網絡孔徑在10～50 nm之間,但納米孔隙之間互不相通,氣流難以快速穿過,只能通過擴散作用緩慢滲過薄膜。另外,納米纖維的纖維素結晶度相對較高,且其表面微孔與裂痕也相對較少,能進一步阻滯小分子物質滲透過其薄膜。他們還發(fā)現(xiàn),將CNF懸浮液作為涂料涂布在傳統(tǒng)的紙張表面,能夠明顯降低紙張的空氣透過率。因此,納米纖維被視為一種在包裝領域中有廣泛用途的材料。

水分對于CNF薄膜的阻隔性能影響顯著。在低濕(相對濕度小于50%)環(huán)境中,CNF薄膜的阻隔性能變化不大；而在高濕(相對濕度大于70%)條件下,CNF薄膜的阻隔性能明顯降低。其主要原因是由于高濕度環(huán)境中,納米纖維間的氫鍵逐漸被水-納米纖維氫鍵取代,納米纖維薄膜的致密結構被水分子破壞、膨脹,這種膨脹結構以及水分子載氧、載氣量的提升加速了小分子物質的滲透[30]。由此可見,納米纖維的纖維素結晶度、納米纖維之間的氫鍵強度是決定其薄膜阻隔性能的關鍵?？顾?、耐濕的CNF薄膜有望取代傳統(tǒng)塑料包裝材料,為解決“白色”污染提供新的選擇與思路。

3.4熱穩(wěn)定性

植物納米纖維具有較好的熱穩(wěn)定性,其自組裝納米纖維薄膜的熱膨脹系數(shù)低于10-5K-1,因此,納米纖維薄膜擁有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。在高溫(約250℃)條件下,納米纖維薄膜不會出現(xiàn)明顯的熱降解和熱膨脹,能保持穩(wěn)定的結構和性能。Nogi等[31]以植物納米纖維為原料制備的薄膜,其熱膨脹系數(shù)(8.5×10-6K-1)遠小于塑料的熱膨脹系數(shù)(5×10-5K-1)。將這種薄膜和高光相紙一同置于高溫條件下,結果發(fā)現(xiàn),隨溫度升高和時間的延長,高光相紙的顏色變化明顯,而植物納米纖維薄膜的外觀顏色及微觀形貌基本保持不變。植物納米纖維薄膜優(yōu)異的熱穩(wěn)定性有利于維持其結構和理化性能,已經引起了包括柔性電子產品在內的多領域人士的廣泛關注,將發(fā)揮著日趨重要的作用。

4　植物納米纖維薄膜的應用前景

植物納米纖維薄膜是由交織的納米纖維在氫鍵作用下形成的致密層狀結構,擁有優(yōu)異的力學、光學、熱穩(wěn)定及小分子物質阻隔等性能,在包裝材料、防偽印刷、儲能材料、光學材料及生物醫(yī)藥等領域有廣泛的應用前景(見圖5)。

(1)包裝材料。植物納米纖維薄膜的主要成分為纖維素,是一種天然可再生材料,且具有優(yōu)異的抗油、抗氧、抗CO2滲透能力,在高檔包裝材料尤其是食品保鮮領域具有非常明顯的優(yōu)勢。早在1997年,Makino等[32]嘗試以植物納米纖維和聚己酸內酯制備新鮮食材用包裝材料,類似的產品已在芬蘭商業(yè)化生產。

(2)防偽印刷。植物納米纖維直徑小于100 nm,其薄膜的表面粗糙度遠低于普通紙張,印刷時能更清晰地反映油墨的痕跡,是一種良好的印刷紙幣材料。此外,植物納米纖維薄膜,尤其是CNC薄膜特有的光選擇性吸收及旋光特性,可呈現(xiàn)出典型的虹彩效應,在防偽技術與防偽材料領域有良好的應用前景[33-34]。

(3)光學材料。植物納米纖維精細的納米結構對光的散射很小,其薄膜具有良好的光學性能。納米纖維與透光性好的聚合物復合可制成力學及光學性能優(yōu)異的納米復合材料,如CNF與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)復合制成的透明薄膜不僅具有優(yōu)異的光學性能,還具備良好的熱穩(wěn)定性與力學性能,是制備LCD顯示器件基板的理想材料[35]。

(4)導電材料。植物納米纖維自身雖難以為電子移動提供有效的途徑,但能與導電性能優(yōu)異的碳納米管、石墨、石墨烯等復合,制備出具有不同導電能力的復合薄膜。Koga等[36]將碳納米管與TEMPO氧化CNF復合,成功制備出一種高透光率的導電薄膜,其優(yōu)越的導電、透光性能是LED顯示屏理想的選擇。他們還將導電性能優(yōu)良的銀納米線和碳納米管涂布在CNF薄膜上,得到一種網絡結構均勻的導電膜。

(5)儲能材料。植物納米纖維含碳量超過40%,炭化后是一種優(yōu)良的儲能材料。植物納米纖維薄膜擁有良好的電化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、力學性能及多孔

圖5　植物納米纖維薄膜應用領域

結構,在儲能電極材料、隔膜材料領域應用前景廣泛。Kim等[37]以植物納米纖維薄膜為電池隔膜,成功制備得到電解質潤濕性良好、耐穿刺的高效儲能鋰離子電池。Choi等[38]結合植物納米纖維優(yōu)異的力學強度、豐富的活性基團及其薄膜良好的阻隔特性,設計出植物納米纖維基電極、隔膜一體化的鋰離子電池,這種新型的電池具有更好的電化學性能、柔韌性以及安全性。植物納米纖維薄膜在儲能領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力,有望在未來開辟一個新紀元。

(6)生物醫(yī)藥。植物納米纖維無明顯的細胞毒性和環(huán)境毒性,且含有豐富的表面活性基團(如羥基等),是藥物分子良好的載體。植物納米纖維薄膜形成的網狀結構能調節(jié)和控制藥物分子的釋放速率。因此,植物納米纖維薄膜在生物制藥及醫(yī)用領域發(fā)揮著重要的作用。Kolakovic等[39]率先開展植物納米纖維生物制藥領域的研究。他們通過直接壓片與濕法制粒制得對乙酰胺基酚藥粒,并比較了濺射干燥納米纖維與常用微晶纖維用于藥物賦形的差異。植物納米纖維還具有良好的生物相容性,其獨特的多孔網絡結構有利于細胞的增殖、遷移及血管化,因此廣泛應用于組織培養(yǎng)、皮膚修復等領域。

5　結束語

植物納米纖維薄膜擁有特殊的網絡結構、良好的透光性及優(yōu)異的理化性能,是包裝材料、防偽印刷、柔性電子器件、光學材料的理想選擇。同時,由于含有豐富的活性基團,可通過化學改性接枝與納米粒子沉積等方法修飾納米纖維,從而賦予納米纖維薄膜更多新的功能,實現(xiàn)其在催化吸附、導電儲能、藥物緩釋等領域的應用。然而,納米纖維薄膜的形成是一個復雜的自組裝(組織)過程,快速、連續(xù)制備性能優(yōu)異的納米纖維薄膜是解決其商業(yè)化生產的關鍵。此外,由于納米纖維薄膜具有較強的吸濕、吸水特性,吸濕后的納米纖維薄膜理化、透光、阻隔及熱穩(wěn)定等性能都會有不同程度的降低。因此,提高和改善納米纖維薄膜的抗水性能是未來研究過程中的另一個重要課題。

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(*E-mail： wuyq0506@126.com)

(責任編輯：陳麗卿)

Research Progress in Cellulose Nanofiber Films

QING Yan1YI Jia-nan1WU Yi-qiang1,*CAI Zhi-yong2WU Qing-lin1,3

(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversityofForestry&Technology,Changsha,Hu’nanProvince, 410004； 2.USDAForestService,ForestProductsLaboratory,Madison,WI53726-2398,USA；3.SchoolofRenewableNaturalResources,LouisianaStateUniversityAgriculturalCenter,BatonRouge,LA70803,USA)

Cellulose nanofiber is a kind of novel nano material, which possesses many outstanding advantages such as good mechanical pro-perty, excellent optical property, fine nanostructure and superior biocompatibility. Cellulose nanofibers can self-assemble into films with la-minar porous structure. This paper summarized the preparation principle and methods of cellulose nanofiber and cellulose nanofiber films. The excellent physical and chemical properties of cellulose nanofiber films were also introduced in detail. The research progress in its application including in packing materials, biological medicine, energy storage materials and flexible display devices were reviewed. In addition, further application and development of cellulose nanofiber films were discussed in this paper．

cellulose nanofiber； nanofiber film； preparation and performance； potential application

2015- 08- 11

國家自然科學基金項目(31500476、31530009)；國家林業(yè)公益性行業(yè)科研重大專項(201404604)；湖南省教育廳開放基金項目(15K151)；湖南省自然科學基金(2015JJ2203)；中南林業(yè)科技大學青年科學基金(QJ2014002A)。

卿彥,男；博士,講師；主要研究方向：木材化學與生物質材料。

*通信聯(lián)系人：吳義強，E-mail:wuyq0506@126.com。

TS721

A

1000- 6842(2016)02- 0055- 08