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纤维素纳米晶体(Cellulose Nanocrystals, CNC)通过木材、棉花和其他富含纤维素的原料酸解制得。从CNC被首次制备至今已有50多年,由于具有高的比强度和模量,高比表面积和独特的光学性质,CNC一直受到人们广泛的关注。直到近几年,人们才开始利用CNC在水溶液中的自组装行为作为模板,与合适的前驱体混合制备具有手性向列结构和独特光学性能的新型功能材料。本论文一方面将CNC与二氧化硅前驱体混合成膜,去除模板后制备了手性向列结构介孔二氧化硅薄膜,另一方面将CNC与水性聚氨酯(Waterborne polyurethane, WPU)复合制备了具有环境响应性的CNC/WPU复合材料薄膜。主要内容如下：1、通过硫酸水解微晶纤维素(Microcrystalline Cellulose,MCC)制备了CNC,采用TEM和AFM.观察其微观形貌,制备的CNC长度为100-300nm,直径大约10nm,XRD分析表明酸解后CNC的结晶度提高,约为89%,偏光显微镜下可以观察到CNC手性向列结构独特的指纹结构。2、通过将CNC悬浮液与四甲氧基硅烷混合后自然干燥成膜,随后煅烧或酸蚀的方法制备了手性向列介孔二氧化硅薄膜,薄膜的颜色通过硅前驱体的含量来调节,SEM和TEM分析表明薄膜具有手性向列介孔结构,氮气吸附脱附分析表明薄膜比表面积约为259m2/g,BJH平均孔径9.6nm,POM观察介孔薄膜具有明显的双折射现象。3、通过将CNC悬浮液与WPU乳液在接近中性条件下混合后自然干燥成膜,制备了具有手性向列结构的CNC/WPU复合材料薄膜,薄膜的颜色可以通过WPU的含量来调节,SEM分析表明,随着WPU含量的增加,复合材料的螺距有增加的趋势。随着WPU含量增加,复合薄膜拉伸强度先增加后减小,断裂伸长率不断增加。另外,复合材料薄膜和涂覆在玻璃上的复合涂层对溶剂极性、水以及湿度的变化都会发生响应而改变颜色,在传感器及智能涂料方面有应用前景。