细胞壁作为竹材细胞的主体,也是承受外力的实质承载单元,其本身结构和化学成分对细胞的力学性质起着至关重要的作用。深入研究竹材生长过程中细胞壁结构和性能的变异,有助于揭示细胞壁形成的内在机理,从而为制浆造纸、生物质燃料转化、竹碳基纳米材料制备等加工利用和竹材材性改良提供理论支撑。本研究以不同生长期的毛竹（Phyllostachys edulis）为研究对象,在微纳米尺度下系统研究了竹材生长过程中细胞结构、木质素分布与性能的变化。采用生物解剖学方法对纤维、薄壁细胞和导管分子的主要解剖形态进行测定,并利用X射线衍射仪测试微纤丝角（MFA）大小的变化;借助多种高分辨率的电子显微镜技术,明晰了亚微米尺度上细胞壁层数与厚度的变化规律,并观察了纤维、薄壁细胞和导管分子各壁层的微纤丝取向;依靠多种光谱技术原位观测了木质素的微区分布规律,并就不同细胞壁微区的木质素含量和组成单元进行了定量对比;利用纳米压痕仪原位获取了纤维次生壁的模量和硬度。主要结论如下:（1）不同生长期毛竹的主要解剖特征受茎秆年龄影响显著。维管束为开放型和半开放型,维管束密度介于117.49¹71.19个/cm^-2之间;纤维长度、壁厚和壁腔比分别为1.66².37 mm、13.40¹5.16μm、120¹80,薄壁细胞壁厚为2.49¹1.24μm,导管分子腔径表现为径向大于弦向。随着竹龄的增加,维管束径弦比、纤维和薄壁细胞腔径逐渐减小,维管束密度、纤维和薄壁细胞双壁厚、壁腔比均增大。微纤丝角的大小表现为10天至0.5年微纤丝角大幅度下降,1至5年间微纤丝角稳定在8.8°左右。（2）随着竹秆的生长,纤维、薄壁细胞和导管分子的细胞壁层数不断增加,而导管分子的次生壁沉积速率始终落后于纤维和薄壁细胞。细胞壁增厚是细胞壁层数的增加、层与层的增宽共同作用的结果。纤维细胞在竹秆生长过程中,细胞壁内胞间层厚度在80¹20 nm之间,初生壁厚度介于50⁸0 nm之间,次生壁中窄层为100⁴00 nm,宽层为0.3⁵μm,最厚层一般常见于次生壁第2³个厚层;薄壁细胞次生壁中窄层厚度为200³00 nm,宽层为200⁹00 nm,各宽层的厚度差异较小;导管次生壁没有宽窄交替的变化规律,各层厚度介于200⁸00 nm之间。（3）纤维细胞次生壁中窄层的微纤丝近乎垂直于细胞轴向,宽窄相邻层微纤丝成30⁵0°夹角,次生壁内间隔层的微纤丝排列方向相反但大小相同,细胞腔的微纤丝排列与纤维细胞主轴成40⁵0°夹角;薄壁细胞次生壁内宽层的微纤丝取向与细胞轴向成50⁶0°夹角,导管次生壁各层微纤丝均呈螺旋状排列。（4）随着竹龄的增长,竹材细胞壁内木质素持续累积。不同类型的细胞中,导管早于纤维和薄壁细胞开始木质化;同一纤维帽内,纤维细胞木质化呈离心式发展,即靠近导管的纤维最先开始木质化,随后向维管束外围推进;单个细胞内,木质素先在CC和CML区域沉积,而后向次生壁推进。此外,木质素组成单元含量存在差异,同一生长期的竹秆中不同类型细胞的G型木质素单元吸光度大小为纤维细胞>薄壁细胞>导管分子,不同类型细胞的G型木质素单元和对羟基肉桂酸的吸光度均为CC、CML区域大于SW区域。（5）毛竹纤维细胞次生壁的弹性模量和硬度随竹秆的生长呈增加的趋势,变化范围分别为8.54²8.06 GPa、0.425⁰.895 GPa。同一维管束中,毛竹纤维FⅠ和FⅡ区域的弹性模量变化较小,纤维帽边缘区域下降幅度较大,硬度由维管束中心向外围呈显著减小的趋势。纤维细胞次生壁不同位置上,弹性模量的变异较硬度大,临近细胞腔和复合胞间层区域较中间区域减小了3¹0 GPa。