生物降解材料研究院報道，纖維素是天然生物材料，在自然界中儲量豐富，具有優(yōu)異的力學性能，可生物降解。但天然纖維素主鏈上有很多羥基基團，分子間和分子內形成了大量氫鍵，使纖維素很難溶解或者熔融。
納米纖維素是指纖維直徑在納米級的纖維素。納米纖維素來源于樹木、植物和廢棄木材等自然生物質資源，可回收和生物降解。密度是鋼鐵的五分之一而強度卻是其五倍。熱膨脹系數低，可與玻璃纖維相媲美，而彈性模量高于玻璃纖維，堅固耐用性能優(yōu)異。
此外，因為納米纖維素表面有很多羥基，可以進行修飾改性，這大大拓展了納米纖維素在復合材料方面的應用領域。
近年來，中科院理化所的黃勇教授和團隊，在國內首次提出了機械外力和環(huán)境極性協(xié)同作用下，晶面導向剝離纖維素的理論。一方面，通過機械剪切力實現纖維素材料的納米化；另一方面，通過添加化學助劑調節(jié)纖維素分子鏈之間相互作用，調控納米化纖維素的形貌（零維，一維和二維）和親疏水性，在纖維素應用領域發(fā)揮了重要的前沿影響。
1、納米纖維素與PBAT、PLA復合
近年，黃勇團隊的一項研究，是將納米纖維與可降解塑料PBAT復合，成功得到了能夠滿足應用需求的的新材料，并大大降低可降解塑料的成本。2017年6月13日安徽省阜陽市國泰彩印包裝有限公司公開了一種納米纖維素增強的可降解型塑料薄膜復合材料，及其制備工藝的專利。2019年，來自日本的綠色科學聯(lián)盟有限公司用納米纖維素PLA（聚乳酸）復合材料注塑成型制作了餐具樣品。
傳統(tǒng)塑料也可以應用這項技術，不僅可以減重而且降低成本。如納米纖維素與聚丙烯復合制成的汽車保險杠，強度可達到和玻纖復合材料同樣的效果。早在18年，綠色科學聯(lián)盟有限公司就將納米纖維素與廢料的PP再生顆粒復合，得到了機械強度比混煉前的再生塑料更高的新材料。
2、纖維素納米纖維對水性涂料性能的改進
傳統(tǒng)的溶劑型涂料在制造、施工和固化等過程中會散發(fā)大量揮發(fā)性有機化合物（VOC）,不僅污染環(huán)境，而且威脅人體健康。水性涂料采用水作為溶劑或者分散介質，與溶劑型涂料相比，具有清潔環(huán)保、不燃不爆、低碳健康等特點，被廣泛使用于木制家具、墻面、汽車、鐵路車輛等領域。
但作為一種新興材料，水性涂料也存在耐水性和耐溶劑性差、硬度低、光澤差以及干燥速度慢等缺點。纖維素納米纖維（CNF）具有較大的長徑比和比表面積、大量表面活性反應基團以及良好的力學性能，可作為涂料改性的添加劑。
用機械球磨法制備的表面羧基改性的纖維素納米纖維，對涂料涂膜性能改進后，得到涂膜的粘度、力學性能均有很大的提高。
3、納米纖維素對環(huán)氧樹脂的增強
環(huán)氧樹脂具有高透明性，高粘結強度，低收縮率、良好的化學穩(wěn)定性和電絕緣性、高機械強度和較好的加工性能等優(yōu)點，是聚合物基復合材料應用最廣泛的基體樹脂之一。但是這種材料的缺點表現在固化后交聯(lián)密度高，存在的內應力大,質脆，一定程度上限制了環(huán)氧樹脂的應用。
為此，需要對環(huán)氧樹脂進行增強增韌改性。用機械化學法制備的表面疏水性納米纖維素，利用這種纖維素制備了幾種不同含量的納米纖維素增強環(huán)氧復合材料，結果發(fā)現改性后的納米纖維素與環(huán)氧樹脂相容性較好，并能夠提高環(huán)氧樹脂的力學強度，實驗結果同時證實了疏水改性的納米纖維素的加入，不會對材料的熱性能造成明顯影響。
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