納米纖維素是地球上最為豐富的生物質(zhì)資源，具有易降解、可再生、無毒性且廉價易得等優(yōu)點，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)石化資源并用于生產(chǎn)各種高附加值先進功能材料。根據(jù)納米纖維素的制備方法和來源區(qū)分，納米纖維素通?？煞譃槿悾豪w維素納米晶（CNC）、纖維素納米纖維（CNF）和細菌纖維素（BC）。

納米纖維素功能材料用于手性光子學
手性在自然界中普遍存在，并在生命科學和材料科學中發(fā)揮著重要作用。CNC是一種納米級手性光子晶體材料。CNC的手性向列型液晶相結(jié)構(gòu)既可用于制備高機械性能和具有特殊光學特性的功能膜材料，也可以作為一種生軟模板用來誘導納米顆粒形成具有手性結(jié)構(gòu)的功能材料。因此，在手性催化、手性超材料、偏振加密以及生物傳感等領(lǐng)域均具有重要應用價值。

納米纖維素功能材料用于軟件驅(qū)動器
近年來，基于各種合成聚合物衍生的軟物質(zhì)材料，如典型的水凝膠、液晶彈性體和形狀記憶聚合物，科學家們巧妙地設計了多種仿生智能驅(qū)動器用以模仿甚至超越生物體的驅(qū)動行為。然而，這些傳統(tǒng)的聚合物基材料通常是通過復雜的工藝合成的、成本高、難以降解或回收，這可能會給環(huán)境帶來一定的負擔。值得注意的是，基于納米纖維素的仿生軟體驅(qū)動器因其優(yōu)越的機械柔性、高的吸濕能力、可持續(xù)或生態(tài)友好性、可重復使用或可生物降解性和生物相容性而受到越來越多的關(guān)注和重視。

圖3. 納米纖維素基功能材料在軟體驅(qū)動器領(lǐng)域的應用

納米纖維素功能材料用于能源存儲
納米纖維素因具有大的比表面積、優(yōu)異的機械柔性、良好的化學穩(wěn)定性和環(huán)境友好性以及纖維之間彼此交錯連接，易形成便于離子和電子傳輸?shù)亩嗫捉Y(jié)構(gòu)；纖維表面附有羥基、羧基等親水性官能團，在電解質(zhì)溶液中具有良好的保濕能力，使其衍生的功能材料在儲能領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。納米纖維素基功能材料不僅可以作為能源存儲器件中的各種組分，如隔膜、電解質(zhì)、膠粘劑和載體。同時，通過高溫炭化、原位化學聚合和電化學沉積等策略可與電活性材料復合，獲得更精細的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電化學性能。

納米纖維素功能材料用于生物醫(yī)學
在干燥狀態(tài)下，納米纖維素的力學性能可與人體骨骼媲美，而在濕潤狀態(tài)下，納米纖維素的理化性能與細胞外基質(zhì)相似。同時，除了優(yōu)異的理化特性外，納米纖維素與其他聚合物或功能材料具有高的兼容性，從而使得納米纖維素基功能材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域具有良好的實用價值和廣泛的應用前景。