EN
sve kategorije
EN

vijesti

Istraživanje napretka funkcionalnih materijala nanoceluloze i njihove primjene

vrijeme:2021-08-16 hits:

Nanoceluloza je najrasprostranjeniji resurs biomase na zemlji. Ima prednosti jednostavne degradacije, obnovljive, netoksičan, jeftin i jednostavan za nabavku. Očekuje se da će zamijeniti tradicionalne petrokemijske resurse i koristiti za proizvodnju različitih naprednih funkcionalnih materijala s visokom dodanom vrijednošću. Prema metodama pripreme i izvorima nanoceluloza, nanoceluloze možemo podijeliti u tri kategorije: nanokristalna celuloza (CNC), celulozna nano vlakna (CNF) i bakterijske celuloze (P.N.E.).










Slika 1. Izvori, mikrostruktura i potencijalne primjene nanoceluloze






Nanocelulozni funkcionalni materijali za kiralnu fotoniku


Kiralnost je sveprisutna priroda i igra važnu ulogu u nauci o životu i nauci o materijalima. CNC je vrsta nano - ljestvica kiralnog fotonskog kristalnog materijala. Hiralna nematička fazna struktura tekućih kristala CNC -a ne može se koristiti samo za pripremu funkcionalnih membranskih materijala s visokim mehaničkim svojstvima i posebnim optičkim svojstvima, ali se može koristiti i kao mekani šablon za induciranje nanočestica u formiranje funkcionalnih materijala s kiralnom strukturom. stoga, hiralna kataliza, kiralni metamaterijali, polarizacijsko šifriranje i bioosjetljivost imaju važne primjene.








Slika 2. Primjena funkcionalnih materijala nanoceluloze u kiralnoj fotonici






Nanocelulozni funkcionalni materijali za upravljačke programe softvera


Zadnjih godina, na bazi različitih mekih materijala dobivenih od sintetičkih polimera, poput tipičnih hidrogelova, tečni kristalni elastomeri i polimeri sa memorijom oblika, naučnici su pametno osmislili različite biomimetičke inteligentne aktuatore koji oponašaju ili čak nadmašuju ponašanje organizama u vožnji. kako god, ti tradicionalni materijali na bazi polimera često se sintetiziraju kroz složene procese, skupi su i teško ih je razgraditi ili reciklirati, koji mogu nametnuti određeni teret za okoliš. Vrijedi napomenuti da su biomimetički softverski aktuatori na bazi nanoceluloze privlačili sve veću pažnju zbog svoje vrhunske mehaničke fleksibilnosti, visoke higroskopne sposobnosti, održiv ili ekološki prihvatljiv, za višekratnu upotrebu ili biorazgradivo, i biokompatibilnost.








Slika 3. Primjena funkcionalnih materijala na bazi nanoceluloze u području upravljačkih programa softvera






Nanocelulozni funkcionalni materijali za skladištenje energije


Zbog velike specifične površine, odlična mehanička fleksibilnost, dobra hemijska stabilnost i ekološka prihvatljivost, kao i isprepletanje vlakana, nanoceluloza lako stvara poroznu strukturu koja olakšava transport iona i elektrona. Hidrofilne funkcionalne grupe kao što su hidroksilne i karboksilne grupe vezane su za površinu vlakana, i ima dobru hidratantnu sposobnost u otopini elektrolita, zbog čega izvedeni funkcionalni materijali imaju široku perspektivu primjene u području skladištenja energije. Funkcionalni materijali na bazi nanoceluloze ne mogu se koristiti samo kao komponente u uređajima za skladištenje energije, kao što su membrane, elektroliti, ljepila i nosači. U isto vrijeme, karbonizacija na visokim temperaturama, in situ kemijska polimerizacija i elektrokemijsko taloženje mogu se koristiti za miješanje elektroaktivnih materijala radi dobijanja finijih nanostruktura i izvrsnih elektrokemijskih svojstava.








Slika 4. Primjena funkcionalnih materijala na bazi nanoceluloza u području skladištenja energije





Nanocelulozni funkcionalni materijali za biomedicinske primjene


U suvom stanju, mehanička svojstva nanoceluloze uporediva su s onima ljudskih kostiju, dok je u vlažnom stanju, fizičko -kemijska svojstva nanoceluloze slična su onima izvanćelijskog matriksa. U isto vrijeme, pored odličnih fizičkih i hemijskih svojstava, nanoceluloze imaju visoku kompatibilnost s drugim polimerima ili funkcionalnim materijalima, zbog čega funkcionalni materijali na bazi nanoceluloza imaju dobru praktičnu vrijednost i široku mogućnost primjene u biomedicinskom području.








Slika 5. Primjena funkcionalnih materijala na bazi nanoceluloza u biomedicinskom području

 


(izvor: Granice u polimernoj nauci)