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纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素在自然界中以纳米纤维素的形存在。固态下的纤维素存在五种结晶变体（纤维素I，II，III，IV和X），其中纤维素II是最稳定的纤维素。迄今为止，关于纳米纤维素的研究基本上集中于纤维素I型，很少发现有制备不同结晶结构的纳米纤丝的研究。
纤维素I纳米纤丝（CNF-I）的制备：首先利用化学法脱除木粉中的基体物质，再用一次研磨法制备纳米纤丝，结果表明经过超细砂磨机的剪切细化作用，可得到高长径比的纳米纤丝，直径分布在15nm左右，长度为几微米。将所得纳米纤丝过滤成膜干燥后，经拉伸测定，纳米纤丝膜呈现出超高强度，拉伸强度高达210MPa，拉伸模量高达11.8GPa，断裂伸长率为7.5%；热膨胀系数仅为9ppm/K。
纤维素II纳米纤丝（CNF-II）的制备：以木粉为原料经化学机械处理方法制备了高纯度（92%）且直径分布在15-40nm的纤维素II型纳米纤丝（CNF-II），并与纤维素I型纳米纤丝（CNF-I）进行比较。首先，木粉经脱木素，脱大部分半纤维素处理得到纯度约为85%的纤维素，大家称之为纤维素I；再将该纤维素I经浓度为17.5wt%的碱液丝光处理得到高纯度（95%）的纤维素II；最后将该纤维素II经机械纳米化处理得到CNF-II。
X射线衍射（XRD）分析表明纤维素I经碱液丝光处理后晶型发生了转化，由纤维素I型转化为纤维素II型，纤维素II经机械纳米化处理后晶型未发生改变。所得CNF-II呈现出高纯度（92%），高韧性（弹性模量8.6GPa，高断裂伸长率13.6%），低热膨胀系数（15.9ppm/K）以及良好的热稳定性。热重分析表明CNF-II比CNF-I具有更高的热稳定性，这可能是纤维素-II结晶结构中氢键结合更强，以及CNF-II的纯度更高的缘故。
