前言

進入新世紀以來，可再生的生物質資源利用與開發已成為重要的國際前沿領域，我國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》（2006～2020年）也將農林生物質的綜合利用列為重要課題之一。尤其在最近五年內，國內外非常重視生物質基聚多糖納米晶新材料的基礎科學研究和實際應用探索。

聚多糖納米晶是指從動物、植物、微生物等生物質中提取的具有高度結晶性的剛性納米粒子，主要包括棒狀的纖維素納米晶和甲殼素納米晶以及片層狀的淀粉納米晶。與無機納米粒子相比，這些來自生物質資源的聚多糖納米晶具有生物可降解、生物相容、無毒或低毒性、高比表面積、高強高模、可控結構和形貌、易于規模提取制備、易于表面修飾等特點和優勢。正是上述物理、化學和生物學特性，吸引了國內外眾多研究團隊致力于發展聚多糖納米晶增強聚合物材料并且拓展其在先進功能材料中的應用，并伴隨著其相關表面化學研究的迅速發展。據初步統計，近二十年間基于聚多糖納米晶（尤其是纖維素納米晶）的學術論文已經超過數千篇，并且每年以幾何級數的速度遞增。特別是近五年，隨著纖維素納米晶工業化制備技術的突破，極大地吸引了這類生物質納米粒子在新材料和精細化工等領域的應用探索，涉及聚合物納米復合材料、包裝材料、涂料、洗滌劑、黏合劑、流體添加劑、絮凝劑、分散穩定劑、建筑材料、造紙、油墨與印刷、過濾材料、吸附材料、藥物載體、生物標記探針、生物材料（包括組織工程支架材料、人造皮膚和軟骨、傷口愈合、血管代替品等）、光學材料（可應用于保密紙的反射特性以及紫外和紅外的反射障礙等）、電子工業的柔性電路、能源領域的柔性電池用材料（如鋰離子電池的聚電解質、太陽能電池板等）等眾多方向。

聚多糖納米晶化學及其材料的研究涉及物理、化學、材料科學、納米科學與技術、生物學等多個科學領域，成為天然高分子研究領域當前最具活力的研究方向之一。本書《生物基聚多糖納米晶——化學及應用》，系統地凝練了聚多糖納米晶及其材料的相關基礎研究成果、應用技術與最新進展。全書重點介紹了聚多糖納米晶的來源、結構、性質、應用、表征以及相關技術和機理，覆蓋了聚多糖納米晶從提取制備、表面化學到納米復合改性、功能材料發展等內容。尤其是對于聚多糖納米晶基復合材料和功能材料，通過深入分析聚多糖納米晶在材料體系中的作用甚至功能，初步構建了貫穿結構—性能—表征三者的理論體系，可望為未來這一研究方向的發展提供指導。

全書共分為七章內容。第1章“聚多糖納米晶在材料領域的研究現狀及展望”，由武漢理工大學黃進教授、加拿大Saskatoon國家研究中心Peter R. Chang教授和法國Grenoble國立理工學院Alain Dufresne教授共同編寫；第2章“聚多糖納米晶的結構與性質”，由武漢理工大學胡飛研究生和黃進教授、華南理工大學付時雨教授、加拿大Saskatoon國家研究中心Peter R. Chang教授和Debbie P. Anderson助理研究員、武漢大學劉星研究生共同編寫；第3章“聚多糖納米晶的表面修飾”，由武漢理工大學林寧副教授和法國Grenoble國立理工學院Alain Dufresne教授共同編寫；第4章“聚多糖納米晶改性材料的制備方法”，由浙江理工大學余厚詠博士、武漢理工大學黃進教授和陳佑立研究生、加拿大Saskatoon國家研究中心Peter R. Chang教授共同編寫；第5章“聚多糖納米晶增強納米復合材料”，由馬來西亞國民大學Hanieh Kargarzadeh博士和Ishak Ahmad教授共同編寫，由浙江理工大學余厚詠博士負責翻譯；第6章“聚多糖納米晶的功能材料”，由武漢理工大學林寧副教授和Alain Dufresne教授、武漢理工大學黃進教授共同編寫；第7章“聚多糖納米晶的材料表征”，由法國Grenoble國立理工學院Alain Dufresne教授和武漢理工大學林寧副教授共同編寫。在本書的編寫過程中，法國Grenoble國立理工學院得到國內外眾多同行的關心、支持和幫助，編者在此表示深深的謝意！誠摯感謝化學工業出版社和支持本書英文版《Polysaccharide-Based Nanocrystals：Chemistry and Applications》出版的Wiley-VCH出版社的支持以及各位老師的幫助！特別感謝國家科學技術學術著作出版基金、國家自然科學基金（51373131和31170549）、教育部新世紀優秀人才支持計劃（NCET-11-0686）的支持！

本書適合生物質化學及相關高分子材料領域的科技人員、研究生和教師閱讀、參考。

作者們始終秉承認真、嚴謹的態度編寫此書。但是，由于時間緊迫及知識水平所限，書中難免存在一些疏漏，敬請廣大讀者批評指正，以便我們進一步改進和修訂。

編者

2014年10月