纤维素纳米晶体（cellulose nanocrystals,CNCs）可通过强酸水解的方法从天然纤维素纤维中提取,是具有棒状或针状形状的高度结晶的刚性纳米颗粒。CNCs本身的手性结构和蒸发诱导自组装（Evaporation induced self-assembly,EISA）的特性赋予了它在特殊功能纳米材料领域广阔的发展前景。根据当前研究现状,CNCs既可以与相容性良好的物质共组装,通过调节其手性向列相结构发掘其功能应用,也可以将CNCs与其它复合物质共组装后,再通过牺牲模板法（对纳米纤维素进行碱解、煅烧而除去）,构建手性向列相介孔有机、无机和碳材料,以充分利用有序介孔进行修饰、催化、吸附,形成光学与其它多种功能的复合叠加。本论文针对纳米纤维素的自组装特性,主要进行了在如下几个方面的研究:一、N-甲基吗啉-N-氧化物（N-methylmorpholine-N-O xide,NMMO）修饰的纳米纤维素薄膜的结构与性质调控。NMMO水溶液是一种优良的纤维素溶剂,对纯纤维素纳米晶体（CNCs）的自组装薄膜用NMMO进行修饰,得到N_x-CNC薄膜。NMMO会使CNC薄膜发生膨胀,从而导致其反射波长发生红移。膨胀效应一是由于NMMO能渗透到单个CNC晶体的结晶区域,二是能插入到CNC纳米棒之间。移除NMMO后,会使薄膜的螺距减小,诱导反射波长蓝移,CNC薄膜颜色又恢复原来的蓝色。N_x-CNC薄膜具有湿度响应性能,可以在几分钟内展现出可逆的颜色变化。NMMO含量的增加还会扩大CNC薄膜颜色响应的波长范围。此外,还可以将NMMO溶液作为“墨水”,在CNC薄膜上刻画出具有湿度响应的光学图案。二、手性向列相多孔纤维素纳米晶体气凝胶的制备与结构。将如上所述NMMO修饰的CNC薄膜（N_x-CNC）通过无水乙醇的浸泡,除去NMMO。首先通过紫外可见光谱验证,在浸泡除去NMMO过程中,无水乙醇并不能使CNC薄膜发生膨胀或收缩行为,从而保证了薄膜能够维持原有的空隙。再经超临界CO₂干燥后得到了具有手性向列相结构的多孔气凝胶（EN_x-CNC）。N₂吸-脱附测试及扫描电子显微镜测试表明,干燥以后的EN_x-CNC具有介孔结构,并且该材料仍保持原有的手性向列相结构。三、宽带反射纳米纤维素复合材料的构建与性质调控。将热固性聚氨酯与纳米纤维素进行缓慢蒸发自组装,制备了具有非均相结构的复合光学薄膜。实验证明,在缓慢蒸发过程中,聚氨酯颗粒能阻碍CNC的正常融合,从而破坏纳米纤维素原有的堆叠排列,并导致CNC组装成具有倾斜角度的手性向列相液晶结构。相对正常组装的CNC膜,纳米纤维素晶体组装域中螺旋轴方向的变化最终导致了宽带手性反射现象。