纤维素纳米晶体（CNC）纳米杂化物正在作为多功能材料出现，并替代传统的石油基塑料。在过去的十年中，出版的作品数量不断增加，突显了该领域学术和工业兴趣的增长。尽管已经写了几篇评论来关注这些材料的合成，但是对基于CNC的多功能纳米杂化物的性质和潜在应用进行分类的工作却很少。基于此，西班牙巴斯克大学Erlantz Lizundia和意大利图西娅大学 Ilaria Armentano等人总结了该领域的最新技术，特别强调了加工，功能特性和应用领域。通过总结纤维素纳米晶体与不同类型的有机或无机纳米颗粒的结合，从而研究和分析多功能纳米杂合物的重要科学和工业用途，并在材料科学中开辟新的视野。特别是分析了工程和生物医学应用，包括超级电容器，太阳能电池和电池，分离技术和废水处理，催化，传感，组织工程，伤口敷料，药物输送和癌症治疗等。此外，作者还讨论了纳米毒性方面和环境影响。

文章要点：

1）科研人员已经通过不同的制造技术制备了具有不同形态和形状的基于CNC的纳米混合已经。因此，作者首先介绍了用于CNC纳米混合材料加工的主要制造技术。包括：（1）溶液浇铸（通过将CNC和增强纳米颗粒简单地分散到液体（通常是水）中，然后将分散体浇铸到培养皿上以允许溶剂蒸发，室温干燥后，可以从基材上剥离膜）；（2）过滤技术（利用传统造纸工艺的优势，CNC水性悬浮液可通过简单的过滤过程迅速转变成薄膜，这涉及获得湿凝胶（称为凝胶/饼），然后留出一定时间进行水蒸发。此技术无法利用CNC的强大能力将其自组装成独特的结构）；（3）逐层沉积技术（只要混合材料表现出相互吸引的相互作用，就可以很简便的获得具有两种或更多种物种的纳米结构多层薄膜）；（4）软硬模板法（仅需简单的制造流程，就可以很好地控制形态，同时具有良好的经济效益）；（5）纳米颗粒直接生长到CNC上（使用CNC作为固体模板，纳米粒子可以通过水热法或还原法进行生长）；（6）溶胶凝胶法（溶胶-凝胶过程涉及将胶体溶液“溶胶”转化为既具有固相又具有液相的“凝胶”状系统。溶胶-凝胶过程会产生水凝胶，水凝胶是三维高度多孔的亲水性网络，能够捕获大量水，从而保持网络结构的完整性）；（7）液体蒸发技术（烤箱干燥，冷冻干燥和超临界干燥）；（8）静电纺丝技术（考虑到CNC在水中的出色分散性，作者认为静电纺丝具有开发具有纤维形态的新型CNC纳米杂化物的巨大潜力）；（9）3D打印技术（可以轻松设计和快速制造CNC结构的形状，从而防止材料在冻干过程中收缩或最大限度减少损坏）

2）作者概括了CNC的结构，化学和物理特性，然后总结了不同纳米杂化类型包括：CNC/金属和CNC/金属氧化物纳米混合体；CNC/碳纳米材料；CNC/发光纳米粒子；CNC/纳米粘土；CNC/生物基混合动力等。

3）由于其优异的性能，基于纤维素纳米晶体的纳米杂化材料正日益引起人们对其在工程，化学，生物学和物理学的界面上应用的强烈兴趣。CNC-无机/有机纳米杂化材料是材料科学和工程领域新兴的一个快速发展的跨学科领域研究。作者总结其在工程领域和生物医药上的应用，工程领域包括：能源应用：超级电容器，太阳能电池和电池；分离技术与废水处理；催化应用；传感应用。生物医药领域包括：纳米毒性；组织工程；抗菌应用；伤口敷料和缝合；药物输送和癌症治疗。

4）由于纳米级纤维素的生产需要大量的能源消耗，并且对环境的影响很大，因此作者总结了对其的改进措施，同时讨论了CNC纳米杂化材料的潜在应用。

rlantz Lizundia, et al, Cellulose nanocrystal based multifunctional nanohybrids, Progress in Materials Science, 2020

DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100668.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642520300323