面对不可生物降解石油基塑料造成的污染问题及石油、煤炭等不可再生资源的日益枯竭,研究、开发和利用可再生、环境友好型生物质得到越来越多地关注。纤维素和甲壳素作为自然界中储量最为丰富的聚多糖,具有来源广、可再生、可生物降解、安全无毒等优点,可作为制备多功能材料的理想原料。但是,纤维素和甲壳素等天然聚多糖分子内和分子间存在大量氢键难以溶解加工,且制得的材料力学性能相对较弱,这在一定程度上限制了它们的使用。本文旨在开发节能、环保、绿色和简便的方法,构筑优异力学性能的多功能聚多糖基材料,研究其结构与性能之间的关系,并评价它们在纺织、热管理、通信包装以及介电储能等诸多领域的应用前景。本工作的主要创新点包括以下几点:（1）开发出一种低成本、可再生、可循环使用的凝固浴诱导再生出纤维素纳米纤维,用于制备高强度、高取向纤维素丝,有望大规模用于纺织领域。（2）结合双交联及牵伸取向策略,制备出高强度、高取向的纤维素/边缘羟基化氮化硼（BN-OH）薄膜。高度取向的纤维素纳米纤维网络赋予薄膜优良的力学性能,同时,纳米纤维诱导BN-OH纳米片取向排列,显著提高薄膜的面内导热率,加快热耗散效率。且复合膜不会干扰信号传递,还具有优异的阻气性,可用作通信包装材料;（3）甲壳素脱乙酰化得到的壳聚糖用碱/尿素溶解并与少量BN-OH（8wt%）混合,通过双交联及牵伸策略再生出可降解、透明、高强度的壳聚糖/BN-OH薄膜。高牵伸比使膜内纳米纤维网络和BN-OH取向排列,导致复合膜具有优良的力学性能、介电常数和击穿强度,可用作新一代透明、柔性、可降解介电储能材料。本论文的主要研究内容和结论包括以下几个部分。以碱/尿素/Zn O为溶剂,采用湿法纺丝法,相继在廉价、可再生凝固浴15wt%柠檬酸/5wt%柠檬酸钠/40wt%乙二醇溶液和稀硫酸中再生制得由纳米纤维构筑而成的高强度纤维素丝。少量Zn O（0.8 wt%）的加入可有效改善纤维素的溶解度以及溶液的稳定性,高浓度纺丝液有助于提高生产效率。由于溶剂/柠檬酸体系凝固剂之间扩散和交换缓慢,纤维素分子链可以充分平行自聚集形成纳米纤维（30-50 nm）,并在稀硫酸中进行二次牵伸促进纳米纤维进一步取向排列,从而得到具有高度取向结构的高强度纤维素丝,其结晶度、取向度和力学强度分别高达66%,0.88和2.92 c N dtex-1。廉价的纤维素溶剂和凝固剂能有效降低生产成本,较高的纤维素浓度和短生产周期（8h）也能提高生产效率和降低成本。整个生产过程未使用有毒有害试剂,也不排放有害废弃物,生产过程伴随着较低的能量消耗,是一种“绿色”的生产过程。该制备策略具有低成本、高效率和无污染和高强度等优点,用于纺织领域符合可持续发展战略目标。采用化学与物理双交联和牵伸取向策略成功制备出高强度、高导热纤维素/边缘羟基化氮化硼（BN-OH）复合膜。将氮化硼剥离后进行边缘羟基化改性（BN-OH）,在不破坏其面内结构（面内导热性）的前提下大大改善其在纤维素溶液中的分散性和稳定性。牵伸过程导致纤维素纳米纤维交联网络沿牵伸方向取向排列,赋予薄膜极高的力学性能,同时由于纤维素分子链与BN-OH间的氢键作用,纤维素纳米纤维会诱导高含量的BN-OH纳米片取向排列,进而显著提高薄膜的面内导热率,加快热耗散效率。结果表明牵伸过程导致复合膜的抗张强度增加了2.6倍,高达226 MPa,面内导热率提高4.5倍,达到了20.41 W m K-1,是目前报道力学性能最优的高分子复合导热材料。此外,复合膜在2分钟内能帮助手机快速散热降温,这种轻质、柔韧、高强、绝缘复合膜对氧气具有优异的阻隔性,且不会干扰信号传递,可取代传统电子包装材料,解决环境污染问题,在电子通信包装领域表现出应用前景。该制备方法同样适用于其它高强度二维材料的取向构建,如石墨烯、羟基磷灰石等。采用化学与物理双交联方法制备出透明、柔韧、高强度壳聚糖/BN-OH复合薄膜,并考察其在介电储能领域的应用前景。基于BN-OH固有的优异介电储能性能,它的引入不仅明显增加了复合膜的击穿强度,还改善了其力学性能和热稳定性。此外,经5倍牵伸后制得的各向异性复合薄膜的力学性能和储能性能都得到显著提高,分别从126增加到240 MPa和7.22增加到13.73 J cm-1,是未牵伸的1.9倍。这种透明、高强度、高储能、可降解的复合薄膜可用于新一代超级电容器的构建。以上系列工作以可持续的天然高分子为原料,制备出各种高性能丝、膜等新材料,并阐明它们的结构与性能和功能之间的关系,因此具有重要学术价值和应用前景。