木材作为最广泛使用的可再生工程材料，其微观结构具有多层次的有序性。传统工业中，木材常被加工成纸浆纤维(如Kraft纤维)，用于造纸和包装，但这一过程往往导致纤维素结构受损、力学性能下降。

近年来，纳米纤维素(CNF)因其优异的力学性能和环保特性受到关注，但其制备成本高、凝胶化快、能耗大，限制了大规模应用。为此，研究者开始探索一种新型材料——全纤维素(Holocellulose)，它通过温和的脱木素处理，保留了木材纤维的天然纳米结构和高半纤维素含量，同时兼具高性能与绿色可持续的双重优势。

技术优势

1.结构完整，性能卓越。全纤维素纤维(Holo-fiber)和全纤维素纳米纤丝(Holo-CNF)通过温和的过乙酸处理制备，保留了纤维素的高分子量和天然纳米结构。其力学性能显著优于传统Kraft纤维，模量和强度均达到顶尖水平。

2.绿色制备，能耗更低。全纤维素的制备过程无需强化学处理或高能耗机械破碎，纤维得率高，干燥效率好，整体“隐含能量”远低于传统CNF，更符合可持续发展要求。

3.功能化与回收性能优异。高半纤维素含量使得全纤维素易于进行表面接枝和功能化改性，可用于制备智能材料。同时，其纳米结构有利于纤维之间的解键和再分散，回收后仍能保持较高的力学性能。

图1. 从原木到纤维再到纳米纤丝的多尺度结构示意图展示全纤维素纤维和CNF的形态与结构特征

图2. Kraft纤维、全纤维素纤维和全纤维素CNF的形貌对比与分子量分布图突出其结构差异

图3. 三种全纤维素材料(纸张、模压纤维、纳米纸膜)的应力-应变曲线与微观结构图像

图4. 全纤维素纤维和CNF的功能化改性示意图展示聚合物接枝后的结构变化与分散性提升

研究结论

全纤维素材料代表了一种新型的纳米结构材料策略，其微观尺度的纤维和纳米尺度的纤丝均展现出优异的力学性能和绿色制备潜力。相较于传统工业纤维，全纤维素在结构完整性、功能可调性和循环利用性方面具有明显优势。

未来，通过进一步开发功能化路径，全纤维素有望在高端结构功能一体化材料中发挥重要作用，推动木材资源的高值化利用。