纤维素纳米晶（Cellulose nanocrystal,CNCs）作为一种极具发展潜力的生物材料,相比普通纤维素有机械强度高、比表面积大、杨氏模量高、亲水性强等特点,在复合材料、精细化工、医药载体等领域具有广阔的应用前景,其中羧基化纤维素纳米晶（CNC-COOH）具有羧基易修饰、热稳定性好、易与金属离子结合等特点CNCs而备受关注。高锰酸钾（KMnO₄）法制备CNC-COOH具有绿色环保、制备方法简便、产率高等优势,本工作基于此方法,系统研究了所制备的CNC-COOH的胆甾相液晶行为,以及掺杂锰离子的CNC-COOH彩色膜的制备和应用,主要研究结果如下:（1）本文中,利用高锰酸钾氧化法制备CNC-COOH,制备过程中生成副产物,二价锰离子(Mn²⁺)及二氧化锰（manganese dioxide,MnO₂）。一方面,我们通过后处理将副产物除去,得到纯净的CNC-COOH悬浮液。为深入了解所得CNC-COOH的特性,本文对其液晶行为进行了研究,发现悬浮液浓度在达到7 wt%时,出现相分离现象,形成胆甾相液晶,胆甾相液晶的螺距随浓度的升高而降低。通过自然干燥的方法将悬浮液中的水分蒸发掉之后,可以将胆甾相结构保留在固体膜材料中,得到CNC-COOH彩色膜。彩色膜中的胆甾相结构主要表现为左旋手性。（2）另一方面,利用羧基易与Mn²⁺结合的特点,可以将一部分Mn²⁺保留下来,得到掺杂Mn²⁺的CNC-COOH悬浮液。Mn²⁺的存在使CNC-COOH之间易团聚,导致其不能自发地组装成胆甾相液晶。我们通过研究发现,对悬浮液进行适当的超声处理后,在真空抽滤的辅助下,胆甾相结构得到保留,从而制备了掺杂Mn²⁺的CNC-COOH彩色膜,薄膜的颜色可以通过改变超声时间来调控。Mn²⁺的引入赋予了彩色膜对碱性环境的可逆响应性,响应过程中发生肉眼可见的颜色变化。此外,掺杂Mn²⁺的彩色膜在经过氨水处理后可以得到CNC-COOH和MnO₂的复合彩色膜,这种复合材料对染料具有一定的脱色效果。本工作提供了一种制备CNC-COOH和金属离子以及金属氧化物纳米粒子的复合彩色膜的方法,解决了金属阳离子与CNC-COOH难以共组装以及金属氧化物纳米粒子难以均匀分散的问题,从而拓展了CNC-COOH彩色膜的应用。