1. 研究目的与意义（文献综述）

从各种纤维素来源（包括众多植物纤维素、动物纤维素、细菌纤维素）中提取的纤维素纳米晶，是一种高度结晶的刚性棒状生物质纳米粒子，被广泛应用于复合材料、生物医用材料、光学功能材料等领域。而液晶是一种介于完全有序的固态和完全无序的液态之间的中间态，它既有液体的流动性，又具有固态晶体的排列有序性和各向异性。根据分子或粒子的排列，通常可将液晶分为三类，即向列型，近晶型，和手性向列型（胆甾型）。液晶态物质在一定温度下机械性能类似于各向同性液体，而光学性能则类似于各向异性晶体，因此液晶在功能膜材料、非线性光学材料、高性能结构材料等方面发挥着巨大的作用。液晶通常由刚性棒状的各向异性分子或粒子形成，而纤维素纳米晶正是高度结晶的刚性棒状粒子。

纳米粒子浓度超过临界值时，纤维素纳米晶水相悬浮液中会形成手性向列液晶相。浓度上升，即水分蒸发时，各向异性相的比值升高。在适当的条件下，悬浮液可以缓慢蒸发形成固态的半透明薄膜，同时薄膜还保留有悬浮液中形成的自聚集手性向列液晶结构。薄膜可以在由手性向列螺距和薄膜反射率确定的狭窄波长范围内反射左旋圆偏振光，从而呈现彩虹色。

本研究的目的是探索纤维素纳米晶这种液晶态棒状纳米粒子在光学可调控功能材料中的应用，提出了纤维素纳米晶和水溶性阳离子聚合物的结合，保持复合体系在悬浮液中的液晶向列性，构建特殊光学材料。

2. 研究的基本内容与方案

为了探索纤维素纳米晶这种液晶态棒状纳米粒子在光学可调控功能材料中的应用，本课题提出纤维素纳米晶和水溶性阳离子聚合物的结合，保持复合体系在悬浮液中的液晶向列性，构建特殊光学材料。具体实验内容包括：

采用硫酸水解的方法从棉短绒中提取表面带负电荷的纤维素纳米晶；将纤维素纳米晶和水溶性阳离子聚合物复合，调控混合物的浓度、组成比例以及外加超声分散强度，采用缓慢蒸发流延成膜的方法制备光学性能各异的材料；最后对制备的光学功能材料进行结构、性质、性能的表征和分析。对比不同表面电荷性质、混合物性质、超声强度等条件对材料的光学性能的影响。

3. 研究计划与安排

1、2017-03-10前完成开题报告撰写

2、2017-04-15前完成功能材料的制备

3、2017-05-20前完成功能材料结构和性质的表征分析

4. 参考文献（12篇以上）

1. dong xm, gray dg. induced circulardichroism of isotropic and magnetically-oriented chiral nematic suspensions ofcellulose crystallites[j]. langmuir, 1997, 13: 3029–3034.

2. beck-candanedo s, viet d, gray dg.induced phase separation in low ionic strength cellulose nanocrystalsuspensions containing high molecular weight blue dextrans[j]. langmuir, 2006, 22:8690–8695.

3. miller af, donald am. imaging ofanisotropic cellulose suspensions usingenvironmental scanning electronmicroscopy[j]. biomacromolecules, 2003, 4: 510–517.