木材はセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの3つの主要な化合物から成り立っている。端的に言えばこれらの化合物を扱う化学が木材化学といって差し支えないであろう。セルロースはブドウ糖が脱水重合して生成する化合物であり、だいたい10,000個程度のブドウ糖が繋がったものである。木材の細胞壁の主要構成成分である。木材の強度はこれによって保たれている。糖化する際は酸で加水分解を行う。これには濃塩酸や希硫酸を用いる。これによって生成した糖はそのまま用いられることもあるが、発酵させてアルコール等の製造に用いられることもある。どの木材でも一番多く存在する化合物なので、最も広く利用されている。次にヘミセルロースであるが、これは幾つかの多糖の混合物であり、また木材によって成分が大きく異なる。例としてグルコマンナンやグルクロノキシランなどがある。基本的には糖の重合物であるので加水分解や発酵によって糖とし、利用される場合が多い。その代表例がキシリトールである（ただし、厳密にはこれは糖ではない）。また、分解して得られた五炭糖を硫酸などで脱水してフルフラールを合成し、その酸化によりフランを作るということも行われている。最後にリグニンについてであるが、これは p-プロピルフェノールが重合した構造を持つ化合物で、ところどころメトキシ基が結合している。フェノール同士の結合は不規則で多様であり、樹種による差異はあまりないといわれている。リグニンは水素添加などによって分解することで種々のフェノール類を生成する性質があり、このことは研究がかなり進んでいるものの、工業的には生産されていない。また、これをプラスチックの原料とする研究もある。これとは別に木材を炭化して活用しようとする研究もあり、まだ発展の余地は大いにあると考えられる。化学における位置づけとしては、木材化学は有機化学や生化学、化学工学の上に成り立っている。有機化学が重要なのは木材を構成する化合物が有機化合物であるからであり、生化学が重要なのは木が生物であり酵素の働きによって構成化合物が作られているだけでなく、それらの化合物を発酵させて化学製品を作る場合があるためである。また、化学工学は雑多な構成成分を分離精製したり、効率の良い生産のために欠かせないものである。
2002年のMLBドラフト6巡目（全体182位）で再びツインズから指名され、6月20日に契約。この年は傘下のアパラチアンリーグのルーキー級エリザベストン・ツインズでプロデビュー。23試合に登板して0勝2敗15セーブ・防御率0.99・41奪三振の成績を残した。2003年はA級クァッドシティズ・リバーバンディッツ、A+級フォートマイヤーズ・ミラクル、AA級ニューブリテン・ロックキャッツでプレー。A級クアッドシティズでは28試合に登板して3勝2敗14セーブ・防御率0.52・53奪三振の成績を残した。2004年はA+級フォートマイヤーズで開幕を迎え、7月にAA級ニューブリテンへ昇格。AA級ニューブリテンでは26試合に登板して2勝1敗2セーブ・防御率3.82・38奪三振の成績を残した。2005年はAA級ニューブリテンでプレーし、55試合に登板して6勝4敗24セーブ・防御率2.19・95奪三振の成績を残した。オフの11月18日にツインズとメジャー契約を結び、40人枠入りを果たした。2006年2月8日にツインズと1年契約に合意。3月14日にAAA級ロチェスター・レッドウイングスへ配属され、開幕を迎えた。AAA級ロチェスターでは33試合に登板。6勝2敗14セーブ・防御率1.95と好成績を残し、7月6日にメジャーへ昇格。同日のテキサス・レンジャーズ戦でメジャーデビュー。2イニングを投げて被安打1、無失点だった。7月30日のデトロイト・タイガース戦では打者1人、僅か5球でメジャー初勝利を挙げた。この年メジャーでは32試合に登板して4勝2敗・防御率2.19・53奪三振の成績を残した。2007年3月2日にツインズと1年契約に合意し、自身初の開幕ロースター入りを果たした。開幕後は4月に2勝0敗、防御率2.25、5月は13.2イニングを投げて被安打6、防御率0.66と好成績を残し、オールスターの最終選出候補者に選ばれる（他の候補者はジェレミー・ボンダーマン、ケルビム・エスコバー、岡島秀樹、ロイ・ハラデイで最終的に岡島が選出）。この年は74試合に登板して7勝2敗・防御率2.94・74奪三振の成績を残した。2008年2月27日にツインズと1年契約に合意。5月9日に右肘の怪我で故障者リスト入りし、残りのシーズンを全休した。この年は故障の影響で15試合の登板にとどまり、0勝1敗・防御率4.73・15奪三振の成績を残した。オフの11月11日にトミー・ジョン手術を受けることが発表され、11月18日に手術を受けた。2009年は前年の手術の影響でシーズンを全休した。2010年1月19日にツインズと1年契約に合意。開幕後は4試合に登板したが、中指の炎症で4月15日に故障者リスト入りしたが、別の機関のMRI検査で指ではなく手のひらの炎症と明らかになる。この事に対してネシェックは誤った診断を下された事で復帰が遅れることに自身のFacebookで怒りを顕にし、ロン・ガーデンハイアー監督もツインズ首脳陣とメディカル・スタッフを公の場で批難した。6月5日に故障者リストから復帰し、AAA級ロチェスターへ異動。9月6日にメジャーへ昇格した。この年は11試合に登板して0勝1敗・防御率5.00・9奪三振の成績を残した。オフの12月2日にツインズと1年契約に合意した。