京都大學與東京大學在製作纖維素奈米纖維(CNF)的過程中，識別出可能導致CNF彎曲或凹陷等缺陷的部分原因，且透過抑制這些缺陷，研究團隊成功製作出具有規則螺旋結構的高品質CNF。
植物來源的CNF具有輕量、高強度、不易因熱膨脹等特性，可望成為具有永續性的高機能材料而備受矚目。研究團隊此前已對CNF進行原子級的影像分析，發現其表面存在凹陷。此次研究則進一步探討這些凹陷對於彎曲等缺陷的影響，並嘗試加以抑制。
首先，研究團隊著眼於從植物抽取出纖維素的流程。在植物體中，纖維素周圍附著其他成分，若將這些成分去除過多，會導致纖維素之間更容易聚集。在此狀態下若強行分離纖維素，容易使表面產生凹陷甚至斷裂。
此外，研究團隊也檢視了讓纖維素更容易解纖的化學處理流程。由於利用既有方法會讓纖維素分子部分切斷、變短，以致CNF缺陷增加，因此研究團隊提出兩項對策：一是改變纖維素抽取方法，儘量保留其周圍成分；二是將化學處理條件改為pH較溫和、較不易切斷纖維素的環境。
結果顯示，這兩項措施皆能有效抑制CNF缺陷，製得的CNF長度達到原本的3倍以上，且凹陷數量減少了約3分之2。此外，研究發現缺陷減少後的CNF經常出現「右旋的螺旋結構」。為了能定量分析螺旋程度，研究團隊也開發出一套運用信號處理方法之一的小波轉換(Wavelet Transform)將CNF螺旋結構予以數值化的新手法。
此項研究成果可望有助於CNF發揮原有的優異特性並拓展其應用範疇。此外，研究團隊也已建立可製造不同缺陷量CNF的方法，今後將深入探討缺陷量如何影響材料特性，期研發出更高性能之CNF。