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纳米纤维素(CNC)源自于纤维素的结晶区,具有高杨氏模量、高结晶度、高强度、轻质等诸多优势。纳米纤维素不仅可以作为一种添加剂来改变聚合物薄膜的机械强度和水凝胶的溶胀性,而且也能通过蒸发自组装(EISA)形成具有手性向列相结构的光学材料。利用纳米纤维素的模板作用得到的功能性材料已经应用在手性催化、防伪、湿度和光学感应等领域。本论文围绕纳米纤维素的复合与组装重点进行了如下两个方面的研究。一、纳米纤维素为模板构筑柔韧光学乳胶薄膜。以纳米纤维素(CNCs)为模板构筑的手性光学薄膜存在机械性能差的弱点,从而限制了其实际应用。纳米纤维素与有机硅改性的丙烯酸酯乳胶(SALs)通过蒸发共组装形成复合薄膜(CFs),当SALs与CNCs的重量比为0.2-0.4时能够形成均相复合薄膜,其中SALs能发生融合形成网络固定纳米纤维素的有序结构。该复合薄膜经过碱处理除去CNCs以后,再在水或醇中浸泡、干燥,所形成的乳胶薄膜螺距变小,反射颜色发生蓝移。此外所用的浸泡溶剂也能显著影响薄膜的结构颜色。实验证明,随水在其中的吸脱附产生的膨胀和收缩,乳胶薄膜的颜色可以产生可逆变化。此光学乳胶薄膜亦具有良好的柔韧性,其最大断裂伸长率能够达到34.5%,这是到目前为止该类薄膜所取得的最大值。二、纳米纤维素参与的聚丙烯酸-丙烯酰胺(PAA-PAM)形成的复合水凝胶。通过热聚合的方法构筑了PAA-PAM-CNC复合水凝胶。一系列的表征结果表明,该水凝胶具有pH和温度双重响应性,其pH响应范围为1-6,温度的响应范围为2-45℃。特别是当pH在3-4的范围内,水凝胶能够发生高温下自动吸水溶胀、低温下自动排水收缩的现象。CNCs的参与使得PAA-PAm复合水凝胶表现出更好的温度和pH敏感性。论文对复合水凝胶进行了微观结构表征,摸索出了复合水凝胶产生响应的最佳复合比例(AA+Am:CNC:KPS:BIS,2.6:1:0.075:0.065,AA:Am=1:1)。