Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Наноцеллюлоза

Наноцеллюлоза - это термин, относящийся к наноструктурированной целлюлозе. Это может быть нанокристалл целлюлозы (CNC или NCC), нановолокна целлюлозы (CNF), также называемые нанофибриллированной целлюлозой (NFC), или бактериальная наноцеллюлоза , которая относится к наноструктурированной целлюлозе, продуцируемой бактериями.

CNF - это материал, состоящий из наноразмерных фибрилл целлюлозы с высоким аспектным отношением (отношением длины к ширине). Типичная ширина фибрилл составляет 5–20 нанометров с широким диапазоном длин, обычно несколько микрометров . Он псевдопластичен и проявляет тиксотропность , свойство определенных гелей или жидкостей , которые в нормальных условиях являются густыми (вязкими), но становятся менее вязкими при встряхивании или взбалтывании. Когда силы сдвига снимаются, гель восстанавливает большую часть своего первоначального состояния. Фибриллы изолированы от любого источника, содержащего целлюлозу, включая волокна на основе древесины ( волокна пульпы ), посредством воздействия высокого давления, высокой температуры и высокой скорости.гомогенизация , измельчение или микрофлюидизация (см. производство ниже). [1] [2] [3]

Наноцеллюлозу можно также получить из природных волокон путем кислотного гидролиза, в результате чего образуются высококристаллические и жесткие наночастицы, которые короче (от 100 до 1000 нанометров), чем нанофибриллы целлюлозы (CNF), полученные путем гомогенизации, микрофлюодизации или измельчения. Полученный материал известен как нанокристалл целлюлозы (CNC). [4]

Нанохитин по своей наноструктуре похож на наноцеллюлозу.

История и терминология [ править ]

Терминология микрофибриллированная / наноцеллюлоза или (MFC) была впервые использована Turbak, Snyder и Sandberg в конце 1970-х в лабораториях ITT Rayonier в Уиппани, Нью-Джерси , США, для описания продукта, полученного в виде материала гелевого типа путем пропускания древесной массы через Гомогенизатор молока типа гаулина при высоких температурах и высоком давлении с последующим ударом выброса о твердую поверхность. [ необходима цитата ]

Терминология впервые появилась публично в начале 1980-х, когда ITT Rayonier был выдан ряд патентов и публикаций по новому составу наноцеллюлозы. [5] В более поздних работах Херрик [ кто? ] в Rayonier также опубликовали работу по созданию геля в форме сухого порошка. [6] Rayonier производит очищенную целлюлозу. [7]Rayonier дал бесплатную лицензию всем, кто хотел продолжить это новое использование целлюлозы. Rayonier, как компания, никогда не стремилась к расширению. Скорее, Turbak et al. преследовал 1) поиск новых применений для MFC / наноцеллюлозы. Сюда входило использование MFC в качестве загустителя и связующего в пищевых продуктах, косметике, формировании бумаги, текстильных изделиях, нетканых материалах и т. Д. И 2) оценка набухания и других методов снижения энергетических требований для производства MFC / наноцеллюлозы. [8] После того, как ITT закрыла Rayonier Whippany Labs в 1983–84, Херрик работал над созданием сухой порошковой формы MFC в Rayonier labs в Шелтоне , Вашингтон , США. [6]

В середине 1990-х группа Танигучи и его коллег, а затем Яно и его коллеги продолжили свою деятельность в Японии. [9]

Производство [ править ]

Nanocellulose, который также называют нановолокон целлюлозы (УТС), микрофибриллированные целлюлозы (МФЦ) или целлюлозы нанокристаллов (ЧПУ), могут быть получены из любого источника целлюлозы материала, но древесная обычно используется.

Фибриллы наноцеллюлозы могут быть изолированы от волокон на основе древесины с использованием механических методов, которые подвергают пульпу воздействию высоких сил сдвига, разрывая более крупные древесные волокна на нановолокна. Для этого можно использовать гомогенизаторы высокого давления, измельчители или микрофлюидизаторы. [ необходима цитата ] Гомогенизаторы используются для отслоения клеточных стенок волокон и высвобождения наноразмерных фибрилл. Этот процесс потребляет очень большое количество энергии, и значения, превышающие 30 МВтч / тонну , не являются редкостью. [ необходима цитата ]

Для решения этой проблемы иногда используют ферментативную / механическую предварительную обработку [10] и введение заряженных групп, например, посредством карбоксиметилирования [11] или окисления, опосредованного ТЕМПО . [12] Эти предварительные обработки могут снизить потребление энергии ниже 1 МВтч / тонну. [13] «Нитроокисление» было разработано для получения нановолокон карбоксицеллюлозы непосредственно из сырой растительной биомассы. Благодаря меньшему количеству этапов обработки для извлечения наноцеллюлозы, метод нитроокисления оказался экономически эффективным, менее химически ориентированным и эффективным методом извлечения нановолокон карбоксицеллюлозы. [14] [15] Функционализированные нановолокна, полученные с помощью нитроокисления, оказались отличным субстратом для удаления примесей ионов тяжелых металлов, таких как свинец , [16] кадмий , [17] и уран . [18]

Нановискеры целлюлозы представляют собой стержневидные высококристаллические частицы (относительный индекс кристалличности более 75%) с прямоугольным поперечным сечением. Они образуются в результате кислотного гидролиза нативных целлюлозных волокон, обычно с использованием серной или соляной кислоты. Аморфные участки природной целлюлозы гидролизуются, и после точного определения времени кристаллические участки могут быть извлечены из раствора кислоты центрифугированием и промывкой. Их размеры зависят от исходного материала целлюлозы, а также времени и температуры гидролиза. [ необходима цитата ]

Сферические формы карбоксицеллюлоза наночастицы , полученные с помощью азотной кислоты - фосфорной кислоты лечения стабильны в дисперсии в его не-ионной форме. [19] В апреле 2013 г. на конференции Американского химического общества было объявлено о прорыве [ необходимы разъяснения ] в производстве наноцеллюлозы. [20]

Был продемонстрирован химико-механический процесс производства наноцеллюлозы из хлопкового линта с производительностью 10 кг в день. [21]

Структура и свойства [ править ]

АСМ-изображение карбоксиметилированной наноцеллюлозы, адсорбированной на поверхности диоксида кремния, в высоту. Площадь сканированной поверхности составляет 1 мкм 2 .

Размеры и кристалличность [ править ]

Ультраструктура наноцеллюлозы, полученной из различных источников, широко изучена. Такие методы, как просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), атомно-силовая микроскопия (АСМ), широкоугольное рассеяние рентгеновских лучей (WAXS), дифракция рентгеновских лучей с малым углом падения и магия кросс-поляризации твердого тела 13 C угловое вращение (CP / MAS), ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и спектроскопия использовались для характеристики морфологии типично высушенной наноцеллюлозы. [22]

Комбинация микроскопических методов с анализом изображений может предоставить информацию о ширине фибрилл, определить длину фибрилл труднее из-за запутывания и трудностей в идентификации обоих концов отдельных нанофибрилл. [23] [24] [ необходима страница ] Кроме того, суспензии наноцеллюлозы могут быть неоднородными и состоять из различных структурных компонентов, включая нанофибриллы целлюлозы и пучки нанофибрилл. [25]

При исследовании предварительно обработанных ферментами фибрилл наноцеллюлозы в суспензии размер и распределение по размерам были установлены с помощью крио-ПЭМ. Было обнаружено, что фибриллы являются довольно монодисперсными, в основном диаметром ок. 5 нм, хотя иногда присутствовали более толстые пучки фибрилл. [10] Комбинируя обработку ультразвуком с «предварительной обработкой окислением», микрофибриллы целлюлозы с поперечным размером менее 1 нм были обнаружены с помощью АСМ. Нижний предел толщины составляет около 0,4 нм, что связано с толщиной однослойного листа целлюлозы. [26]

Агрегатную ширину можно определить с помощью CP / MAS ЯМР, разработанного Innventia AB , Швеция, который также продемонстрировал свою эффективность для наноцеллюлозы (ферментативная предварительная обработка). Средняя ширина 17 нм была измерена методом ЯМР, что хорошо согласуется с SEM и TEM. При использовании ПЭМ для наноцеллюлозы из карбоксиметилированной целлюлозы были получены значения 15 нм. Однако можно обнаружить и более тонкие фибриллы. Wågberg et al. сообщили о ширине фибрилл 5-15 нм для наноцеллюлозы с плотностью заряда около 0,5 мэкв. / г. [11] Группа Isogai сообщила о ширине фибрилл 3-5 нм для TEMPO-окисленной целлюлозы с плотностью заряда 1,5 мэкв. / Г. [27]

Химический состав пульпы оказывает значительное влияние на микроструктуру наноцеллюлозы. Карбоксиметилирование увеличивает количество заряженных групп на поверхности фибрилл, облегчая высвобождение фибрилл и приводя к меньшей и более однородной ширине фибрилл (5-15 нм) по сравнению с предварительно обработанной ферментативно наноцеллюлозой, где ширина фибрилл составляла 10-30 нм. . [28] Степень кристалличности и кристаллическая структура наноцеллюлозы. Наноцеллюлоза демонстрирует организацию кристаллов целлюлозы I, и степень кристалличности не изменяется при получении наноцеллюлозы. Типичные значения степени кристалличности составляли около 63%. [28]

Вязкость [ править ]

Исследована реология дисперсий наноцеллюлозы. [29] [10] и показали, что модуль накопления и потерь не зависит от угловой частоты при всех концентрациях наноцеллюлозы от 0,125% до 5,9%. Значения накопительного модуля упругости особенно высоки (104 Па при концентрации 3%) [10] по сравнению с результатами для нановискеров целлюлозы (102 Па при концентрации 3%). [29]Существует также сильная зависимость от концентрации, поскольку накопительный модуль увеличивается на 5 порядков, если концентрация увеличивается с 0,125% до 5,9%. Гели наноцеллюлозы также сильно разжижаются при сдвиге (вязкость теряется при приложении сил сдвига). Разжижение при сдвиге особенно полезно в ряде различных покрытий. [10]

Механические свойства [ править ]

Кристаллическая целлюлоза имеет жесткость около 140–220 ГПа, что сравнимо с жесткостью кевлара и лучше, чем у стекловолокна, оба из которых используются в коммерческих целях для усиления пластмасс. Пленки из наноцеллюлозы обладают высокой прочностью (более 200  МПа ), высокой жесткостью (около 20  ГПа ) [30], но не обладают высокой деформацией [ требуется уточнение ] (12%). Его соотношение прочности и веса в 8 раз больше, чем у нержавеющей стали. [31] Волокна из наноцеллюлозы обладают высокой прочностью (до 1,57 ГПа) и жесткостью (до 86 ГПа). [32]

Свойства барьера [ править ]

В полукристаллических полимерах кристаллические области считаются газонепроницаемыми. Из-за относительно высокой кристалличности [28] в сочетании со способностью нановолокон образовывать плотную сеть, удерживаемую вместе прочными межфибриллярными связями (высокая плотность когезионной энергии), было высказано предположение, что наноцеллюлоза может действовать как барьерный материал. [27] [33] [34] Хотя количество заявленных значений проницаемости для кислорода ограничено, отчеты приписывают пленкам наноцеллюлозы высокие свойства кислородного барьера. В одном исследовании сообщается о кислородной проницаемости 0,0006 (см 3  мкм) / (м 2  день кПа) для ок. Тонкая пленка наноцеллюлозы 5 мкм при 23 ° C и 0% относительной влажности. [33]В аналогичном исследовании сообщалось о более чем 700-кратном снижении кислородной проницаемости пленки полилактида (PLA), когда слой наноцеллюлозы был добавлен к поверхности PLA. [27]

Исследовано влияние плотности и пористости пленки наноцеллюлозы на проницаемость пленки для кислорода. [35] Некоторые авторы сообщают о значительной пористости пленок наноцеллюлозы, [36] [30] [37], что, по-видимому, противоречит свойствам высокого кислородного барьера, тогда как Aulin et al. [33] измерили плотность пленки наноцеллюлозы, близкую к плотности кристаллической целлюлозы (кристаллическая структура целлюлозы Iß, 1,63 г / см 3 ) [38], что указывает на очень плотную пленку с пористостью, близкой к нулю.

Изменение функциональности поверхности наночастиц целлюлозы также может влиять на проницаемость пленок наноцеллюлозы. Пленки, состоящие из отрицательно заряженных нановискеров целлюлозы, могут эффективно снижать проникновение отрицательно заряженных ионов, оставляя нейтральные ионы практически незатронутыми. Обнаружено, что в мембране накапливаются положительно заряженные ионы. [39]

Многопараметрический поверхностный плазмонный резонанс - один из методов исследования барьерных свойств натуральной, модифицированной или покрытой наноцеллюлозы. Качество различных противообрастающих составов, влаги, растворителей и противомикробных барьеров можно измерить в наномасштабе. Кинетику адсорбции, а также степень набухания можно измерить в режиме реального времени без использования этикеток. [40] [41]

Пены и аэрогели наливные [ править ]

Наноцеллюлозу также можно использовать для изготовления аэрогелей / пен, как гомогенных, так и композитных. Пены на основе наноцеллюлозы изучаются для применения в упаковке, чтобы заменить пенопласт на основе полистирола . Сваган и др. показали, что наноцеллюлоза обладает способностью укреплять крахмальные пены с помощью метода сублимационной сушки. [42] Преимущество использования наноцеллюлозы вместо древесных волокон целлюлозы заключается в том, что нанофибриллы могут укреплять тонкие ячейки крахмальной пены. Кроме того, можно приготовить аэрогели из чистой наноцеллюлозы, применяя различные методы сублимационной сушки и сверхкритического CO
2техники сушки. В качестве пористых шаблонов можно использовать аэрогели и пены. [43] [44] Прочные пены со сверхвысокой пористостью, полученные из суспензий нанофибрилл целлюлозы I, были исследованы Sehaqui et al. широкий диапазон механических свойств, включая сжатие, был получен за счет регулирования плотности и взаимодействия нанофибрилл в пеноматериалах. [45] Нановискеры целлюлозы также могут быть превращены в гель в воде при обработке ультразвуком малой мощности, что дает аэрогели с наибольшей зарегистрированной площадью поверхности (> 600 м2 / г) и наименьшей усадкой при сушке (6,5%) аэрогелей целлюлозы. [44] В другом исследовании Aulin et al. [46]продемонстрировано формирование структурированных пористых аэрогелей наноцеллюлозы методом сублимационной сушки. Плотность и текстуру поверхности аэрогелей регулировали путем выбора концентрации дисперсий наноцеллюлозы перед сушкой вымораживанием. Химическое осаждение фторированного силана из паровой фазыбыл использован для равномерного покрытия аэрогеля, чтобы настроить их смачивающие свойства по отношению к неполярным жидкостям / маслам. Авторы продемонстрировали, что можно переключать смачиваемость поверхностей целлюлозы между суперсмачиванием и суперсмачиванием, используя различные масштабы шероховатости и пористости, создаваемые методом сублимационной сушки и изменением концентрации дисперсии наноцеллюлозы. Однако структурированные пористые целлюлозные пены также могут быть получены с использованием технологии сублимационной сушки целлюлозы, генерируемой штаммами бактерий Gluconobacter, которые биосинтезируют открытые пористые сети целлюлозных волокон с относительно большими количествами нанофибрилл, диспергированных внутри. Olsson et al. [47]продемонстрировали, что эти сетки могут быть дополнительно пропитаны предшественниками гидроксида / оксида металла, которые могут быть легко преобразованы в привитые магнитные наночастицы вдоль нановолокон целлюлозы. Магнитная пена целлюлозы может позволить ряд новых применений наноцеллюлозы, и сообщалось о первых дистанционно управляемых магнитных супергубках, поглощающих 1 грамм воды в пене целлюлозного аэрогеля на 60 мг. Примечательно, что эти высокопористые пены (> 98% воздуха) можно прессовать в сильные магнитные нанобумаги, которые могут найти применение в качестве функциональных мембран в различных областях.

Эмульсии и пены Пикеринга [ править ]

Наноцеллюлозы могут стабилизировать эмульсии и пены с помощью механизма Пикеринга, то есть они адсорбируются на границе раздела масло-вода или воздух-вода и предотвращают их энергетически неблагоприятный контакт. Наноцеллюлозы образуют эмульсии типа масло-в-воде с размером капель в диапазоне 4-10 мкм, которые стабильны в течение месяцев и могут противостоять высоким температурам и изменениям pH. [48] [49] Наноцеллюлозы уменьшают натяжение границы раздела нефть-вода [50], а их поверхностный заряд вызывает электростатическое отталкивание внутри капель эмульсии. При скрининге заряда, вызванного солью, капли агрегируют, но не подвергаются слипанию , что указывает на сильную стерическую стабилизацию. [51]Капли эмульсии остаются стабильными даже в желудке человека, что делает эмульсии, стабилизированные наноцеллюлозой, интересной системой пероральной доставки липофильных лекарств. [52] В отличие от эмульсий, нативные наноцеллюлозы, как правило, не подходят для стабилизации пен по Пикерингу, что объясняется их преимущественно гидрофильными поверхностными свойствами, что приводит к неблагоприятному углу смачивания ниже 90 ° (они предпочтительно смачиваются водной фазой). . [53] Используя гидрофобные модификации поверхности или прививку полимера, можно увеличить гидрофобность поверхности и угол смачивания наноцеллюлоз, что позволяет также стабилизировать пену по Пикерингу. [54]Путем дальнейшего увеличения гидрофобности поверхности могут быть получены обратные эмульсии вода-в-масле, что означает угол смачивания более 90 °. [55] [56] Далее было продемонстрировано, что наноцеллюлозы могут стабилизировать эмульсии вода-в-воде в присутствии двух несовместимых водорастворимых полимеров. [57]

Пластина из целлюлозного нановолокна (CNFP) [ править ]

Подход снизу вверх можно использовать для создания объемного материала с высокими эксплуатационными характеристиками с низкой плотностью, высокой прочностью и ударной вязкостью, а также с высокой термической стабильностью размеров. Гидрогель из нановолокон целлюлозы создается путем биосинтеза. Затем гидрогели можно обработать раствором полимера или модифицировать поверхность, а затем подвергнуть горячему прессованию при 80 ° C. В результате получается сыпучий материал с отличной обрабатываемостью. «Ультратонкая сетчатая структура из нановолокон в CNFP приводит к более обширным водородным связям, высокой ориентации в плоскости и« трехсторонним точкам ветвления »сетей микрофибрилл». [58]Эта структура придает CNFP высокую прочность, распределяя напряжение и добавляя барьеры для образования и распространения трещин. Слабым звеном в этой структуре является связь между спрессованными слоями, которая может привести к расслоению. Чтобы уменьшить расслоение, гидрогель можно обработать кремниевой кислотой, которая создает прочные ковалентные поперечные связи между слоями во время горячего прессования. [59]

Модификация поверхности [ править ]

Модификации поверхности наноцеллюлозы в настоящее время уделяется большое внимание. [60] Наноцеллюлоза демонстрирует высокую концентрацию гидроксильных групп на поверхности, которые могут вступать в реакцию. Однако водородная связь сильно влияет на реакционную способность поверхностных гидроксильных групп. Кроме того, перед модификацией поверхности необходимо удалить примеси на поверхности наноцеллюлозы, такие как фрагменты глюкозидов и лигнина, чтобы получить приемлемую воспроизводимость между различными партиями. [61]

Аспекты безопасности [ править ]

Обработка наноцеллюлозы не вызывает значительного воздействия мелких частиц во время измельчения трением или распылительной сушки. Никаких доказательств воспалительных эффектов или цитотоксичности в отношении макрофагов мыши или человека после воздействия наноцеллюлозы не наблюдается. Результаты исследований токсичности предполагают, что наноцеллюлоза не цитотоксична и не оказывает никакого воздействия на воспалительную систему в макрофагах. Кроме того, наноцеллюлоза не очень токсична для Vibrio fischeri в экологически значимых концентрациях. [62]

Возможные приложения [ править ]

Нанокристаллы целлюлозы самоорганизуются в био радужные блестки .

Свойства наноцеллюлозы (например, механические свойства, пленкообразующие свойства, вязкость и т. Д.) Делают ее интересным материалом для многих приложений. [63]

Схема переработки наноцеллюлозы [64]
Электроника на основе GaAs на подложке из наноцеллюлозы [65]

Бумага и картон [ править ]

Гибкий солнечный элемент на подложке из наноцеллюлозы

Ожидается, что в области производства бумаги и картона наноцеллюлозы улучшат прочность связи волокна с волокном и, следовательно, окажут сильное армирующее действие на бумажные материалы. [66] [67] [68] Наноцеллюлоза может быть полезна в качестве барьера в жиронепроницаемой бумаге и в качестве добавки для мокрой части для улучшения удерживания, прочности в сухом и влажном состоянии в товарных типах бумаги и картона. [69] [70] [71] [72] Было показано, что нанесение CNF в качестве материала покрытия на поверхность бумаги и картона улучшает барьерные свойства, особенно сопротивление воздуху [73] и стойкость к жиру / маслу. [73] [74] [75]Он также улучшает структурные свойства картона (более гладкая поверхность). [76] Очень высокая вязкость суспензий MFC / CNF при низком содержании твердых веществ ограничивает тип методов нанесения покрытия, которые можно использовать для нанесения этих суспензий на бумагу / картон. Некоторые из методов нанесения покрытия, используемых для нанесения покрытия MFC на бумагу / картон, включают нанесение покрытия стержнем, [75] клеильный пресс, [74] нанесение покрытия распылением, [77] покрытие пеной [78] и нанесение покрытия с помощью щелевого штампа. [73] Также изучается возможность нанесения минеральных пигментов и смеси MFC на влажную поверхность для улучшения барьерных, механических и печатных свойств картона. [79]

Наноцеллюлозу можно использовать для изготовления гибкой и оптически прозрачной бумаги. Такая бумага является привлекательной основой для электронных устройств, поскольку она пригодна для вторичной переработки, совместима с биологическими объектами и легко разлагается . [65]

Составной [ править ]

Как описано выше, свойства наноцеллюлозы делают материал интересным для армирования пластмасс. Наноцеллюлозу можно сплести в волокна, которые прочнее и жестче, чем шелк паука. [80] [81] Сообщалось, что наноцеллюлоза улучшает механические свойства термореактивных смол, матриц на основе крахмала , соевого белка , латекса каучука , поли (лактида) . Композиты гибридных нанофибрилл целлюлозы и глинистых минералов обладают интересными механическими, газобарьерными и огнестойкими свойствами. [82] Композитные материалы могут использоваться в качестве покрытий и пленок, [83] красок, пен, упаковки.

Еда [ править ]

Наноцеллюлоза может использоваться в качестве низкокалорийной замены углеводных добавок, используемых в качестве загустителей, носителей вкуса и стабилизаторов суспензии в широком спектре пищевых продуктов. Он используется для производства начинок, крошек, чипсов, вафель, супов, подливок, пудингов и т. Д. Применение в пищевых продуктах обусловлено реологическим поведением геля наноцеллюлозы.

Гигиенические и абсорбирующие изделия [ править ]

Применения в этой области включают: сверхводопоглощающий материал (например, материал прокладок при недержании), наноцеллюлоза, используемая вместе с супервпитывающими полимерами, наноцеллюлоза в тканях, нетканых изделиях или абсорбирующих структурах, а также в качестве антимикробных пленок. [ необходима цитата ]

Эмульсия и дисперсия [ править ]

Наноцеллюлоза имеет потенциальное применение в общих областях применения эмульсий и дисперсий в других областях. [84] [85]

Медицина, косметика и фармацевтика [ править ]

Было предложено использовать наноцеллюлозу в косметике и фармацевтике:

  • Лиофилизированные аэрогели из наноцеллюлозы, используемые в гигиенических салфетках, тампонах, подгузниках или в качестве перевязочного материала для ран.
  • Использование наноцеллюлозы в качестве композиционного покрытия в косметике, например, для волос, ресниц, бровей или ногтей.
  • Сухая твердая композиция наноцеллюлозы в форме таблеток для лечения кишечных расстройств.
  • Наноцеллюлозные пленки для скрининга биологических соединений и нуклеиновых кислот, кодирующих биологическое соединение.
  • Фильтрующая среда, частично на основе наноцеллюлозы, для переливания крови без лейкоцитов
  • Буккодентальный состав, содержащий наноцеллюлозу и полигидроксилированное органическое соединение.
  • Порошкообразная наноцеллюлоза также предлагается в качестве наполнителя в фармацевтических композициях.
  • Наноцеллюлоза в составе очищающего агента от фотореактивных вредных веществ
  • Эластичные криоструктурированные гели для потенциального биомедицинского и биотехнологического применения. [86]
  • Матрица для 3D-культуры клеток

Биологическая электроника и накопители энергии [ править ]

Наноцеллюлоза может проложить путь к новому типу «биоэлектроники», где интерактивные материалы смешиваются с наноцеллюлозой, что позволяет создавать новые интерактивные волокна, пленки, аэрогели, гидрогели и бумагу. [87] Например, наноцеллюлоза, смешанная с проводящими полимерами, такими как PEDOT: PSS, демонстрирует синергетические эффекты, приводящие к необычайной [88] смешанной электронной и ионной проводимости, что важно для приложений хранения энергии . Нити, изготовленные из смеси наноцеллюлозы и углеродных нанотрубок, обладают хорошей проводимостью и механическими свойствами. [89] Аэрогели из наноцеллюлозы, украшенные углеродными нанотрубками.могут быть сконструированы в надежные сжимаемые трехмерные суперконденсаторные устройства. [90] [91] Структуры из наноцеллюлозы можно превратить в трибоэлектрические генераторы на биологической основе [92] и сенсоры .

Блестки из биологических материалов для моды [ править ]

Нанокристаллы целлюлозы показали возможность самоорганизации в хиральные нематические структуры [93] с зависящими от угла радужными цветами. Таким образом, можно производить блестки на полностью биологической основе, имеющие металлический блеск и занимающие меньше места по сравнению с блестками на основе ископаемых .

Другие возможные приложения [ править ]

  • Как сильно рассеивающий материал для ультрабелых покрытий. [94]
  • Активировать растворение целлюлозы в разных растворителях
  • Продукты из регенерированной целлюлозы, такие как волокнистые пленки, производные целлюлозы
  • Фильтрующая добавка для табака
  • Металлоорганическая модифицированная наноцеллюлоза в сепараторах батарей
  • Армирование токопроводящих материалов
  • Мембраны громкоговорителей
  • Мембраны с высоким потоком
  • Компоненты компьютера [31] [95]
  • Конденсаторы [91]
  • Легкие бронежилеты и баллистическое стекло [31]
  • Ингибиторы коррозии [96]

Коммерческое производство [ править ]

Хотя древесная наноцеллюлоза была впервые произведена в 1983 году Херриком [6] и Турбаком [5], ее коммерческое производство отложено до 2010 года, в основном из-за высокого потребления энергии и высокой стоимости производства. Innventia AB (Швеция) в 2010 году открыла первый опытный завод по производству наноцеллюлозы. [97]Компании и исследовательские институты, активно производящие микро- и нанофибриллированную целлюлозу, включают: American Process (США), Borregaard (Норвегия), CelluComp (Великобритания), Chuetsu Pulp and Paper (Япония), CTP / FCBA (Франция), Daicel (Япония), Dai -ichi Kyogo (Япония), Empa (Швейцария), FiberLean Technologies (Великобритания), InoFib (Франция), Nano Novin Polymer Co. (Иран), Nippon Paper (Япония), Norske Skog (Норвегия), Oji Paper (Япония), RISE (Швеция), SAPPI (Нидерланды), Seiko PMC (Япония), Stora Enso (Финляндия), Sugino Machine (Япония), Suzano (Бразилия), Tianjin Haojia Cellulose Co. Ltd (Китай), Университет штата Мэн (США), UPM (Финляндия), US Forest Products Lab (США), VTT (Финляндия) и Weidmann Fiber Technology (Швейцария). [98]Компании и исследовательские институты, активно производящие нанокристаллы целлюлозы, включают: Alberta Innovates (Канада), American Process (США), Blue Goose Biorefineries (Канада), CelluForce (Канада), FPInnovations (Канада), Hangzhou Yeuha Technology Co. (Китай), Melodea ( Израиль / Швеция), Sweetwater Energy (США), Tianjin Haojia Cellulose Co. Ltd (Китай) и US Forest Products Lab (США). [98] Компании и исследовательские институты, активно производящие целлюлозные волокна, включают: Kruger (Канада), Performance BioFilaments (Канада) и Tianjin Haojia Cellulose Co. Ltd (Китай). [98]

См. Также [ править ]

  • Целлюлоза
  • Целлюлозное волокно
  • Микрокристаллическая целлюлоза
  • Композитный материал

Ссылки [ править ]

  1. ^ Чжу, Хунли; Ло, Вэй; Ciesielski, Peter N .; Фанг, Чжицян; Чжу, JY; Хенрикссон, Гуннар; Химмель, Майкл Э .; Ху, Лянбин (2016). «Древесные материалы для экологически чистой электроники, биологических устройств и энергетики». Химические обзоры . 116 (16): 9305–9374. DOI : 10.1021 / acs.chemrev.6b00225 . PMID  27459699 .
  2. ^ Клемм, Дитер; Крамер, Фридерике; Мориц, Себастьян; Линдстрем, Том; Анкерфорс, Микаэль; Грей, Дерек; Доррис, Энни (2011). «Наноцеллюлозы: новое семейство природных материалов». Angewandte Chemie International Edition . 50 (24): 5438–5466. DOI : 10.1002 / anie.201001273 . PMID 21598362 . 
  3. Перейти ↑ Habibi, Youssef (2014). «Ключевые достижения химической модификации наноцеллюлоз». Обзоры химического общества . 43 (5): 1519–1542. DOI : 10.1039 / C3CS60204D . PMID 24316693 . 
  4. ^ Peng BL, Dhar N, Лю HL, Tam KC (2011). «Химия и применение нанокристаллической целлюлозы и ее производных: перспектива нанотехнологии» (PDF) . Канадский журнал химической инженерии . 89 (5): 1191–1206. DOI : 10.1002 / cjce.20554 . Архивировано из оригинального (PDF) 24.10.2016 . Проверено 28 августа 2012 .
  5. ^ а б Турбак А.Ф .; Ф. В. Снайдер; К. Р. Сандберг (1983). «Микрофибриллированная целлюлоза, новый продукт из целлюлозы: свойства, использование и коммерческий потенциал». В А. Сарко (ред.). Труды Девятой конференции по целлюлозе . Симпозиумы прикладных полимеров, 37 . Нью-Йорк: Wiley. С. 815–827. ISBN 0-471-88132-5.
  6. ^ a b c Херрик, ФВ; Р.Л. Казебье; Дж. К. Гамильтон; К. Р. Сандберг (1983). «Микрофибриллированная целлюлоза: морфология и доступность». В А. Сарко (ред.). Труды Девятой конференции по целлюлозе . Симпозиумы прикладных полимеров, 37 . Нью-Йорк: Wiley. С. 797–813. ISBN 0-471-88132-5.
  7. ^ Turbak, А. Ф., FW Снайдер и КР Сандберг патент США 4341807 ; Патент США 4374702 ; Патент США 4378381 ; Патент США 4452721 ; Патент США 4452722 ; Патент США 4464287 ; Патент США 4483743 ; Патент США 4 487 634 ; Патент США 4,500,546
  8. ^ Turbak, AF, Снайдер, FW и Сандберг, KR (1984) "микрофибриллированные Целлюлоза-Новый состав коммерческого значения," 1984 Нетканые Symposium, МиртлБич, Южная Каролина, апрель 16-19. TAPPI Press, Атланта, Джорджия. С. 115–124.
  9. ^ Берглунд, Ларс (2005). «Нанокомпозиты на основе целлюлозы». В АК Моханти; М. Мисра; Л. Дрзал (ред.). Натуральные волокна, биополимеры и биокомпозиты . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. С. 807–832. ISBN 978-0-8493-1741-5.
  10. ^ a b c d e Pääkkö, M .; М. Анкерфорс; Х. Косонен; А. Нюкянен; С. Ахола; М. Остерберг; Я. Руоколайнен; Дж. Лайне; П. Т. Ларссон; О. Иккала; Т. Линдстрем (2007). «Ферментативный гидролиз в сочетании с механическим сдвигом и гомогенизацией под высоким давлением для наноразмерных фибрилл целлюлозы и прочных гелей». Биомакромолекулы . 8 (6): 1934–1941. DOI : 10.1021 / bm061215p . PMID 17474776 . 
  11. ^ а б Вогберг, Ларс; Геро Дечер; Магнус Норгрен; Том Линдстрем; Микаэль Анкерфорс; Карл Акснес (2008). «Наращивание многослойных полиэлектролитов из микрофибриллированной целлюлозы и катионных полиэлектролитов». Ленгмюра . 24 (3): 784–795. DOI : 10.1021 / la702481v . PMID 18186655 . 
  12. ^ «Премия Маркуса Валленберга: 2015 - Акира Исогай, Цугуюки Сайто, Япония, и Ёсихару Нишияма, Франция» . http://mwp.org/ . Проверено 23 января 2018 . Внешняя ссылка в |publisher=( помощь )
  13. ^ Линдстрём, Том; Микаэль Анкерфорс (2009). «Разработки наноцеллюлозы в Скандинавии». 7-й Международный симпозиум по химии бумаги и покрытий (препринт на компакт-диске). Гамильтон, Онтарио: Инженерное дело Университета Макмастера. ISBN 978-0-9812879-0-4.
  14. ^ Шарма, Приянка Р .; Джоши, Ритика; Шарма, Сунил К .; Сяо, Бенджамин С. (2017). «Простой подход к получению нановолокон карбоксицеллюлозы из необработанной биомассы». Биомакромолекулы . 18 (8): 2333–2342. DOI : 10.1021 / acs.biomac.7b00544 . PMID 28644013 . 
  15. ^ Шарма, PR; Чжэн, Б .; Сунил К., С .; Zhan C .; Wang R .; Bhatia S., R .; Бенджамин С., Х. (2018). «Нановолокна карбоксицеллюлозы с высоким соотношением сторон, полученные методом нитроокисления, и их свойства нанобумаги». ACS Applied Nano Materials . 1 (8): 3969–3980. DOI : 10.1021 / acsanm.8b00744 .
  16. ^ Шарма, PR; Chattopadhyay, A .; Сунил К., С .; Lihong G., S .; Бенджамин С., Х. (2018). «Удаление свинца из воды с использованием нановолокон карбоксицеллюлозы, полученных методом нитроокисления». Целлюлоза . 25 (3): 1961–1973. DOI : 10.1007 / s10570-018-1659-9 . S2CID 103880950 . 
  17. ^ Шарма, PR; Chattopadhyay, A .; Сунил К., С .; Lihong G., S .; Насим А .; Даррен М .; Бенджамин С., Х. (2018). «Наноцеллюлоза из Spinifex как эффективный адсорбент для удаления кадмия (II) из воды». ACS Устойчивая химия и инженерия . 6 (3): 3279–3290. DOI : 10.1021 / acssuschemeng.7b03473 .
  18. ^ Шарма, PR; Chattopadhyay, A .; Сунил К., С .; Бенджамин С., Х. (2017). «Эффективное удаление UO22 + из воды с использованием нановолокон карбоксицеллюлозы, полученных методом нитроокисления». Промышленные и инженерные химические исследования . 56 (46): 13885–13893. DOI : 10.1021 / acs.iecr.7b03659 .
  19. ^ Шарма, PR; Верма, AJ (2013). «Функциональные наночастицы, полученные из целлюлозы: разработка формы и размера 6-карбоксицеллюлозы». Химические коммуникации . 49 (78): 13885–13893. DOI : 10.1039 / c3cc44551h . PMID 23959448 . 
  20. ^ «Инженерные водоросли, чтобы сделать наноцеллюлозу« чудесный материал »для биотоплива и многого другого» . newswise.com .
  21. ^ "Наноцеллюлоза - Исследовательская группа NaNo @ ICAR-CIRCOT, Мумбаи" .
  22. ^ Сиро, Иштван; Дэвид Плэкетт (2010). «Микрофибриллированная целлюлоза и новые нанокомпозитные материалы: обзор». Целлюлоза . 17 (3): 459–494. DOI : 10.1007 / s10570-010-9405-у . S2CID 14319488 . 
  23. ^ Чинга-Карраско, G .; Yu, Y .; Дисеруд, О. (21 июля 2011 г.). «Количественная электронная микроскопия структур нанофибрилл целлюлозы из волокон крафт-целлюлозы из эвкалипта и Pinus radiata». Микроскопия и микроанализ . 17 (4): 563–571. Bibcode : 2011MiMic..17..563C . DOI : 10.1017 / S1431927611000444 . PMID 21740618 . 
  24. ^ Chinga-Карраско G, Miettinen A, Luengo Хендрикс CL, Gamstedt EK, Катая M (2011). Структурные характеристики волокон крафт-целлюлозы и их нанофибриллированных материалов для применения в биоразлагаемых композитах . InTech. ISBN 978-953-307-352-1.
  25. ^ Chinga-Карраско, G. (13 июня 2011). «Целлюлозные волокна, нанофибриллы и микрофибриллы: морфологическая последовательность компонентов MFC с точки зрения физиологии растений и технологии волокон» . Письма о наноразмерных исследованиях . 6 (1): 417. Bibcode : 2011NRL ..... 6..417C . DOI : 10.1186 / 1556-276X-6-417 . PMC 3211513 . PMID 21711944 .  
  26. ^ Ли, Цинцин; Скотт Реннекар (6 января 2011 г.). "Характеристика супрамолекулярной структуры молекулярно тонких наночастиц целлюлозы I". Биомакромолекулы . 12 (3): 650–659. DOI : 10.1021 / bm101315y . PMID 21210665 . 
  27. ^ a b c Фукузуми, Хаяка; Цугуюки Сайто; Тадахиса Ивата; Ёсиаки Кумамото; Акира Исогай (2009). «Прозрачные пленки с высоким газовым барьером из нановолокон целлюлозы, полученные методом ТЕМПО-опосредованного окисления». Биомакромолекулы . 10 (1): 162–165. DOI : 10.1021 / bm801065u . PMID 19055320 . 
  28. ^ a b c Аулин, Кристиан; Сусанна Ахола; Питер Йозефссон; Такаши Нишино; Ясуо Хиросе; Моника Эстерберг; Ларс Вогберг (2009). «Наноразмерные пленки целлюлозы с различной степенью кристалличности и мезоструктуры - их поверхностные свойства и взаимодействие с водой». Ленгмюра . 25 (13): 7675–7685. DOI : 10.1021 / la900323n . PMID 19348478 . 
  29. ^ a b Тацуми, Дайсуке; Сатоши Ишиока; Такаёси Мацумото (2002). «Влияние концентрации волокон и осевого соотношения на реологические свойства суспензий целлюлозных волокон» . Журнал Общества реологов (Япония) . 30 (1): 27–32. DOI : 10,1678 / rheology.30.27 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  30. ^ a b Хенрикссон, Мариэль; Ларс А. Берглунд; Пер Исакссон; Том Линдстрем; Такаши Нишино (2008). «Структуры нанобумаги целлюлозы высокой прочности». Биомакромолекулы . 9 (6): 1579–1585. DOI : 10.1021 / bm800038n . PMID 18498189 . 
  31. ^ a b c «Почему древесная масса является новым чудо-материалом в мире - технология - 23 августа 2012 г.» . Новый ученый . Проверено 30 августа 2012 .
  32. ^ Mittal, N .; Ansari, F .; Gowda V., K .; Brouzet, C .; Chen, P .; Larsson, PT; Roth, SV; Lundell, F .; Wågberg, L .; Котов, Н .; Седерберг, LD (2018). «Мультимасштабный контроль сборки наноцеллюлозы: перенос замечательных наноразмерных фибрилл на макроуровневые волокна» . ACS Nano . 12 (7): 6378–6388. DOI : 10.1021 / acsnano.8b01084 . PMID 29741364 . 
  33. ^ a b c Аулин, Кристиан; Микаэль Геллстедт; Том Линдстрем (2010). «Кислородо- и масляные барьерные свойства микрофибриллированных целлюлозных пленок и покрытий». Целлюлоза . 17 (3): 559–574. DOI : 10.1007 / s10570-009-9393-у . S2CID 137623000 . 
  34. ^ Syverud, Кристин; Пер Стениус (2009). «Прочностные и барьерные свойства пленок МФЦ». Целлюлоза . 16 (1): 75–85. DOI : 10.1007 / s10570-008-9244-2 . S2CID 136647719 . 
  35. ^ Чинга-Карраско, G .; Сиверуд К. (19 марта 2012 г.). «О структуре и скорости кислородопроницаемости биоразлагаемых целлюлозных нанобарьеров» . Письма о наноразмерных исследованиях . 7 (1): 192. Bibcode : 2012NRL ..... 7..192C . DOI : 10.1186 / 1556-276X-7-192 . PMC 3324384 . PMID 22429336 .  
  36. ^ Хенрикссон, Мариэль; Ларс Берглунд (2007). «Структура и свойства целлюлозных нанокомпозитных пленок, содержащих меламиноформальдегид» (PDF) . Журнал прикладной науки о полимерах . 106 (4): 2817–2824. DOI : 10.1002 / app.26946 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  37. ^ Svagan AJ, Самир MA, Берглунд LA (2007). «Биомиметические полисахаридные нанокомпозиты с высоким содержанием целлюлозы и высокой прочностью». Биомакромолекулы . 8 (8): 2556–2563. DOI : 10.1021 / bm0703160 . PMID 17655354 . 
  38. ^ Дидденс, Имке; Бриджит Мерфи; Майкл Криш; Мартин Мюллер (2008). «Анизотропные упругие свойства целлюлозы, измеренные с помощью неупругого рассеяния рентгеновских лучей». Макромолекулы . 41 (24): 9755–9759. Bibcode : 2008MaMol..41.9755D . DOI : 10.1021 / ma801796u .
  39. ^ Тилеманс, Вим; Уорби, Калифорния; Уолш, Д.А. (2009). «Пермселективные наноструктурированные мембраны на основе нановискеров целлюлозы». Зеленая химия . 11 (4): 531–537. DOI : 10.1039 / b818056c .
  40. ^ Мохан, Тамилсельван; Нигельхель, Катрин; Зарт, Синтия Саломау Пинту; Каргл, Руперт; Кёстлер, Стефан; Рибич, Фолькер; Хайнце, Томас; Спирк, Стефан; Стана-Кляйнчек, Карин (10 ноября 2014 г.). «Запуск адсорбции белка на специально подобранных катионных поверхностях целлюлозы». Биомакромолекулы . 15 (11): 3931–3941. DOI : 10.1021 / bm500997s . PMID 25233035 . 
  41. ^ Vuoriluoto, Maija; Орельма, Ханнес; Йоханссон, Лина-Сиско; Чжу, Баолей; Поутанен, Микко; Вальтер, Андреас; Лайне, Янне; Рохас, Орландо Дж. (2015). «Влияние молекулярной архитектуры случайных и блочных сополимеров ПДМАЭМА – ПОЭГМА на их адсорбцию на регенерированных и анионных наноцеллюлозах и свидетельства оттока межфазной воды». Журнал физической химии B . 119 (49): 5275–15286. DOI : 10.1021 / acs.jpcb.5b07628 . PMID 26560798 . 
  42. ^ Сваган, Анна J .; Самир, My AS Азизи; Берглунд, Ларс А. (2008). «Биомиметические пены с высокими механическими характеристиками на основе наноструктурированных клеточных стенок, усиленных нативными нанофибриллами». Современные материалы . 20 (7): 1263–1269. DOI : 10.1002 / adma.200701215 .
  43. ^ Pääkkö, Marjo; Яана Вапаавуори; Риитта Сильвеннойнен; Харри Косонен; Микаэль Анкерфорс; Том Линдстрем; Ларс А. Берглунд; Олли Иккала (2008). «Длинные и запутанные наноразмерные нановолокна целлюлозы I позволяют создавать гибкие аэрогели и иерархические шаблоны для функциональности». Мягкая материя . 4 (12): 2492–2499. Bibcode : 2008SMat .... 4.2492P . DOI : 10.1039 / b810371b .
  44. ^ a b Хит, Линди; Тилеманс, В. (2010). «Аэрогели с наноширками целлюлозы». Зеленая химия . 12 (8): 1448–1453. DOI : 10.1039 / c0gc00035c .
  45. ^ Сехаки, Хуссин; Михаэла Салайкова; Ци Чжоу; Ларс А. Берглунд (2010). «Настройка механических характеристик жестких пен со сверхвысокой пористостью, полученных из суспензий нановолокон целлюлозы I.». Мягкая материя . 6 (8): 1824–1832. Bibcode : 2010SMat .... 6.1824S . DOI : 10.1039 / b927505c .
  46. ^ Aulin, христианин; Юлия Нетрваль; Ларс Вогберг; Том Линдстрем (2010). «Аэрогели из нанофибриллированной целлюлозы с регулируемой олеофобностью». Мягкая материя . 6 (14): 3298. Bibcode : 2010SMat .... 6.3298A . DOI : 10.1039 / c001939a .
  47. ^ Olsson, RT; Азизи Самир, МАС; Salazar-Alvarez, G .; Белова, Л .; Ström, V .; Берглунд, штат Луизиана; Иккала, О .; Nogués, J .; Гедде, UW (2010). «Изготовление гибких магнитных аэрогелей и жесткой магнитной нанобумаги с использованием нанофибрилл целлюлозы в качестве шаблонов». Природа Нанотехнологии . 5 (8): 584–8. Bibcode : 2010NatNa ... 5..584O . DOI : 10.1038 / nnano.2010.155 . PMID 20676090 . 
  48. ↑ Калашникова, Ирина; Бизо, Эрве; Катала, Бернард; Капрон, Изабель (21 июня 2011 г.). «Новые эмульсии Пикеринга, стабилизированные нанокристаллами бактериальной целлюлозы». Ленгмюра . 27 (12): 7471–7479. DOI : 10.1021 / la200971f . PMID 21604688 . 
  49. ↑ Калашникова, Ирина; Бизо, Эрве; Бертончини, Патрисия; Катала, Бернард; Капрон, Изабель (2013). «Целлюлозные наностержни с различным соотношением сторон для эмульсий Пикеринга масло в воде». Мягкая материя . 9 (3): 952–959. Bibcode : 2013SMat .... 9..952K . DOI : 10.1039 / C2SM26472B .
  50. ^ Bergfreund, Jotam; Сунь, Цияо; Фишер, Питер; Берч, Паскаль (2019). «Адсорбция заряженных анизотропных наночастиц на границе раздела нефть – вода» . Наноразмерные достижения . 1 (11): 4308–4312. DOI : 10.1039 / C9NA00506D .
  51. ^ Бай, Лонг; Ур, Шаньшань; Сян, Вэньчао; Хуан, Сици; МакКлементс, Дэвид Джулиан; Рохас, Орландо Дж. (Ноябрь 2019 г.). «Эмульсии Пикеринга масло-в-воде посредством микрофлюидизации с нанокристаллами целлюлозы: 1. Формирование и стабильность» . Пищевые гидроколлоиды . 96 : 699–708. DOI : 10.1016 / j.foodhyd.2019.04.038 .
  52. ^ Шойбле, Натали; Шаффнер, Йошка; Шумахер, Мануэль; Виндхаб, Эрих Дж .; Лю, Диан; Паркер, Хелен; Steingoetter, Андреас; Фишер, Питер (30 апреля 2018 г.). «Адаптация эмульсий для контролируемого высвобождения липидов: установление корреляции in vitro – in vivo для переваривания липидов». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (21): 17571–17581. DOI : 10.1021 / acsami.8b02637 . PMID 29708724 . 
  53. ^ Берч, Паскаль; Аркари, Марио; Гуэ, Томас; Меззенга, Рафаэле; Нистрем, Густав; Фишер, Питер (12 ноября 2019 г.). «Создание нанофибрилл целлюлозы для стабилизации границ раздела жидкостей». Биомакромолекулы . 20 (12): 4574–4580. DOI : 10.1021 / acs.biomac.9b01384 . PMID 31714073 . 
  54. ^ Цзинь, Хуацзинь; Чжоу, Вэйчжэн; Цао, Цзянь; Стоянов, Симеон Д .; Blijdenstein, Theodorus BJ; де Гроот, Питер В.Н.; Арнаудов, Любен Н .; Пелан, Эдвард Г. (2012). «Сверхстабильные пены, стабилизированные частицами коллоидной этилцеллюлозы». Мягкая материя . 8 (7): 2194–2205. Bibcode : 2012SMat .... 8.2194J . DOI : 10.1039 / c1sm06518a .
  55. ^ Ли, Кун-Янг; Блейкер, Джонни Дж .; Мураками, Ре; Хенг, Джерри YY; Бисмарк, Александр (8 января 2014 г.). «Фазовое поведение средних и высоких внутренних фаз эмульсий вода-в-масле, стабилизированных исключительно гидрофобизированными бактериальными нанофибриллами целлюлозы» . Ленгмюра . 30 (2): 452–460. DOI : 10.1021 / la4032514 . PMID 24400918 . 
  56. ^ Сайдан, Дорра; Перрин, Эмили; Cherhal, Fanch; Геллек, Флориан; Капрон, Изабель (28 июля 2016 г.). «Некоторые модификации нанокристаллов целлюлозы для функциональных эмульсий Пикеринга» . Философские труды Королевского общества A: математические, физические и технические науки . 374 (2072): 20150139. Bibcode : 2016RSPTA.37450139S . DOI : 10,1098 / rsta.2015.0139 . PMC 4920285 . PMID 27298429 .  
  57. ^ Peddireddy, Karthik R .; Николай, Тако; Беняхиа, Лажар; Капрон, Изабель (9 февраля 2016 г.). «Стабилизация эмульсий вода-в-воде наностержнями». Буквы макросов ACS . 5 (3): 283–286. DOI : 10.1021 / acsmacrolett.5b00953 .
  58. ↑ Гуань, Цин-Фан. «Легкие, прочные и устойчивые объемные конструкционные материалы на основе целлюлозного нановолокна с низким коэффициентом теплового расширения» . Успехи науки . Американская ассоциация развития науки.
  59. ↑ Гуань, Цин-Фан. «Легкие, прочные и устойчивые объемные конструкционные материалы на основе целлюлозного нановолокна с низким коэффициентом теплового расширения» . Успехи науки . Американская ассоциация развития науки.
  60. ^ Eichhorn, SJ; Dufresne, A .; Aranguren, M .; Маркович, NE; Кападона-младший; Роуэн, SJ; Weder, C .; Thielemans, W .; Роман, М .; Renneckar, S .; Gindl, W .; Veigel, S .; Keckes, J .; Яно, Х .; Abe, M. Nogi, K .; Nakagaito, AN; Mangalam, A .; Simonsen, J .; Benight, AS; Бисмарк, А .; Берглунд, штат Луизиана; Пейс, Т. (2010). «Обзор: текущие международные исследования целлюлозных нановолокон и нанокомпозитов» (PDF) . Журнал материаловедения . 45 (1): 1–33. Bibcode : 2010JMatS..45 .... 1E . DOI : 10.1007 / s10853-009-3874-0 . S2CID 137519458 .  
  61. ^ Лабет, М .; Тилеманс, W (2011). «Повышение воспроизводимости химических реакций на поверхности нанокристаллов целлюлозы: ROP е-капролактона в качестве примера». Целлюлоза . 18 (3): 607–617. DOI : 10.1007 / s10570-011-9527-х . S2CID 93187820 . 
  62. ^ Vartiainen, J .; Pöhler, T .; Sirola, K .; Pylkkänen, L .; Alenius, H .; Hokkinen, J .; Tapper, U .; Lahtinen, P .; Капанен, А .; Путкисто, К .; Hiekkataipale, K .; Eronen, P .; Ruokolainen, J .; Лаукканен, А. (2011). «Аспекты безопасности для здоровья и окружающей среды при измельчении трением и распылительной сушке микрофибриллированной целлюлозы». Целлюлоза . 18 (3): 775–786. DOI : 10.1007 / s10570-011-9501-7 . S2CID 137455453 . 
  63. ^ Браун, Элви Э .; Ху, Дэхонг; Абу Лаил, Нехал; Чжан, Сяо (2013). «Возможности нанокомпозитов на основе нанокристаллической целлюлозы и фибрина для применения в искусственных сосудистых трансплантатах». Биомакромолекулы . 14 (4): 1063–71. DOI : 10.1021 / bm3019467 . PMID 23421631 . 
  64. ^ Ли, Шаохуэй; Ли, Пуй Си (2017). «Разработка и применение прозрачной токопроводящей наноцеллюлозной бумаги» . Наука и технология перспективных материалов . 18 (1): 620–633. Bibcode : 2017STAdM..18..620L . DOI : 10.1080 / 14686996.2017.1364976 . PMC 5613913 . PMID 28970870 .  
  65. ^ а б Чон, Йей Хван; Чанг, Цзы-Сюань; Чжан, Хуйлун; Яо, Чуньхуа; Чжэн, Цифэн; Ян, Вина В .; Ми, Хунги; Ким, Мунхо; Чо, Санг Джун; Парк, Донг-Ук; Цзян, Хао; Ли, Джухван; Цю, Ицзе; Чжоу, Вэйдун; Цай, Чжиюн; Гун, Шаоцинь; Ма, Чжэньцян (2015). «Высокоэффективная экологически чистая гибкая электроника на основе биоразлагаемой целлюлозной нанофибриллы» . Nature Communications . 6 : 7170. Bibcode : 2015NatCo ... 6.7170J . DOI : 10.1038 / ncomms8170 . PMC 4455139 . PMID 26006731 .  
  66. ^ Taipale, T .; Österberg, M .; Nykänen, A .; Ruokolainen, J .; Лайне, Дж. (2010). «Влияние микрофибриллированной целлюлозы и мелочи на дренаж суспензии крафт-целлюлозы и прочность бумаги». Целлюлоза . 17 (5): 1005–1020. DOI : 10.1007 / s10570-010-9431-9 . S2CID 137591806 . 
  67. ^ Эриксен, Ø .; Syverud, K .; Грегерсен, Ø. W. (2008). «Использование микрофибриллированной целлюлозы, полученной из крафт-целлюлозы, в качестве усилителя прочности в бумаге TMP». Журнал исследований северной целлюлозы и бумаги . 23 (3): 299–304. DOI : 10.3183 /-npprj 2008-23-03-p299-304 . S2CID 139009497 . 
  68. ^ Ahola, S .; Österberg, M .; Лайне, Дж. (2007). «Нанофибриллы целлюлозы - адсорбция поли (амидамином) эпихлоргидрином, изученная QCM-D, и применение в качестве добавки для повышения прочности бумаги». Целлюлоза . 15 (2): 303–314. DOI : 10.1007 / s10570-007-9167-3 . S2CID 136939100 . 
  69. ^ Syverud, K .; Стениус, П. (2008). «Прочностные и барьерные свойства пленок МФЦ». Целлюлоза . 16 : 75–85. DOI : 10.1007 / s10570-008-9244-2 . S2CID 136647719 . 
  70. ^ Aulin, C .; Gällstedt, M .; Линдстрем, Т. (2010). «Кислородо- и масляные барьерные свойства микрофибриллированных целлюлозных пленок и покрытий». Целлюлоза . 17 (3): 559–574. DOI : 10.1007 / s10570-009-9393-у . S2CID 137623000 . 
  71. ^ Лавуан, N .; Desloges, I .; Dufresne, A .; Bras, J. (2012). «Микрофибриллированная целлюлоза - ее барьерные свойства и применение в целлюлозных материалах: обзор». Углеводные полимеры . 90 (2): 735–64. DOI : 10.1016 / j.carbpol.2012.05.026 . PMID 22839998 . 
  72. ^ Миссум, К .; Martoïa, F .; Белгасем, Миннесота; Брас, Дж. (2013). «Влияние химически модифицированной нанофибриллированной целлюлозы на свойства волокнистых материалов». Промышленные культуры и продукты . 48 : 98–105. DOI : 10.1016 / j.indcrop.2013.04.013 .
  73. ^ a b c Кумар, Винай; Эльфвинг, Аксель; Койвула, Ханна; Боусфилд, Дуглас; Тойвакка, Марти (30 марта 2016 г.). «Покрытия из целлюлозных нановолокон, полученных с рулона на рулон». Промышленные и инженерные химические исследования . 55 (12): 3603–3613. DOI : 10.1021 / acs.iecr.6b00417 . ISSN 0888-5885 . 
  74. ^ a b Лавуан, Натали; Desloges, Изабель; Хелифи, Бертин; Бюстгальтеры, Жюльен (апрель 2014 г.). «Влияние различных процессов нанесения покрытий из микрофибриллированной целлюлозы на механические и барьерные свойства бумаги». Журнал материаловедения . 49 (7): 2879–2893. Bibcode : 2014JMatS..49.2879L . DOI : 10.1007 / s10853-013-7995-0 . ISSN 0022-2461 . S2CID 137327179 .  
  75. ^ a b Аулин, Кристиан; Геллстедт, Микаэль; Линдстрем, Том (июнь 2010 г.). «Кислородо- и масляные барьерные свойства микрофибриллированных целлюлозных пленок и покрытий». Целлюлоза . 17 (3): 559–574. DOI : 10.1007 / s10570-009-9393-у . ISSN 0969-0239 . S2CID 137623000 .  
  76. ^ Мазари Мусави, Сейед Мохаммад; и другие. (2016). «Нановолокна целлюлозы с более высоким содержанием твердых веществ в качестве материала покрытия для улучшения структуры и барьерных свойств картона». Материалы конференции TAPPI : 1–7.
  77. ^ Беневенти, Давиде; Шаусси, Дидье; Куртил, Денис; Золин, Лоренцо; Гербальди, Клаудио; Пенацци, Нерино (9 июля 2014 г.). «Загрузка высокопористой бумаги с микрофибриллированной целлюлозой путем нанесения покрытия распылением на влажные основы» . Промышленные и инженерные химические исследования . 53 (27): 10982–10989. DOI : 10.1021 / ie500955x . ISSN 0888-5885 . 
  78. ^ Kinnunen-Raudaskoski, К. (2014). «Тонкие покрытия для бумаги пенопластом». Журнал ТАППИ . 13 (7): 9–19. DOI : 10,32964 / TJ13.7.9 .
  79. ^ "Микрофибриллированная целлюлоза в применениях барьерных покрытий" . Проверено 27 января 2020 года .
  80. ^ Миттал, Нитеш; Ансари, Фархан; Gowda.V, Krishne; Брузе, Кристоф; Чен, Пан; Ларссон, Пер Томас; Рот, Стефан V .; Лунделл, Фредрик; Вогберг, Ларс; Котов, Николай А .; Содерберг, Л. Даниэль (2018-07-24). «Мультимасштабное управление сборкой наноцеллюлозы: перенос замечательной механики наноразмерных фибрилл на макромасштабные волокна» . САУ Нано . 12 (7): 6378–6388. DOI : 10.1021 / acsnano.8b01084 . ISSN 1936-0851 . PMID 29741364 .  
  81. ^ «Нити из наноцеллюлозы прочнее паучьего шелка» . 17 октября 2018 . Проверено 29 июня 2020 .
  82. ^ Alves, L .; Ferraz, E .; Гамелас, JAF (01.10.2019). «Композиты нанофибриллированной целлюлозы с глинистыми минералами: обзор». Достижения в коллоидной и интерфейсной науке . 272 : 101994. дои : 10.1016 / j.cis.2019.101994 . ISSN 0001-8686 . PMID 31394436 .  
  83. ^ Гамелас, Хосе Антониу Феррейра; Ферраз, Эдуардо (05.08.2015). «Композитные пленки на основе наноцеллюлозы и минералов наноглины как высокопрочные материалы с газобарьерной способностью: ключевые моменты и проблемы» . Биоресурсы . 10 (4): 6310–6313. DOI : 10.15376 / biores.10.4.6310-6313 . ISSN 1930-2126 . 
  84. ^ Xhanari, K .; Syverud, K .; Стениус, П. (2011). «Эмульсии, стабилизированные микрофибриллированной целлюлозой: эффект гидрофобизации, концентрация и соотношение масло / масса». Дисперсная наука и технологии . 32 (3): 447–452. DOI : 10.1080 / 01932691003658942 . S2CID 98317845 . 
  85. ^ Лиф, А .; Stenstad, P .; Syverud, K .; Nydén, M .; Холмберг, К. (2010). «Дизельные эмульсии Фишера-Тропша, стабилизированные микрофибриллированной целлюлозой». Коллоидная и интерфейсная наука . 352 (2): 585–592. Bibcode : 2010JCIS..352..585L . DOI : 10.1016 / j.jcis.2010.08.052 . PMID 20864117 . 
  86. ^ Syverud, K .; Kirsebom, H .; Hajizadeh, S .; Чинга-Карраско, Г. (12 декабря 2011 г.). «Сшивающие нанофибриллы целлюлозы для потенциальных эластичных криоструктурированных гелей» . Письма о наноразмерных исследованиях . 6 (1): 626. Bibcode : 2011NRL ..... 6..626S . DOI : 10.1186 / 1556-276X-6-626 . PMC 3260332 . PMID 22152032 .  
  87. ^ Гранберг, Яльмар; Хоканссон, Карл; Падение, Андреас; Вогберг, Пиа (5–8 мая 2019 г.). Электроактивная бумага, пленки, волокна, аэрогели и гидрогели для воплощения будущего в биотехнике . artikel-id PF4.1: PaperCon 2019, Индианаполис, США: доклады, TAPPI Press.CS1 maint: location ( ссылка )
  88. ↑ Малти, Абделлах; Эдберг, Джеспер; Гранберг, Яльмар; Хан, Зия Уллах; Андреасен, Йенс В .; Лю, Сяньцзе; Чжао, Дан; Чжан, Хао; Яо, Юйлун; Brill, Joseph W .; Энгквист, Исак (2 декабря 2015 г.). «Органический смешанный ионно-электронный проводник для силовой электроники» . Передовая наука . 3 (2). DOI : 10.1002 / advs.201500305 . ISSN 2198-3844 . PMC 5063141 . PMID 27774392 .   
  89. ^ Хамеди, Mahiar M .; Хаджян, Алиреза; Падение, Андреас Б .; Хоканссон, Карл; Салайкова, Микаэла; Лунделл, Фредрик; Вогберг, Ларс; Берглунд, Ларс А. (25 марта 2014 г.). «Высокопроводящие прочные нанокомпозиты на основе водных дисперсий одностенных углеродных нанотрубок с добавкой наноцеллюлозы» . ACS Nano . 8 (3): 2467–2476. DOI : 10.1021 / nn4060368 . ISSN 1936-0851 . PMID 24512093 .  
  90. ^ Эрландссон, Йохан; Лопес Дуран, Вероника; Гранберг, Яльмар; Сандберг, Матс; Larsson, Per A .; Вогберг, Ларс (01.12.2016). «Гранулы макро- и мезопористой наноцеллюлозы для использования в устройствах хранения энергии» . Прикладные материалы сегодня . 5 : 246–254. DOI : 10.1016 / j.apmt.2016.09.008 . ISSN 2352-9407 . 
  91. ^ а б Нюстрём, Густав; Марэ, Эндрю; Карабулут, Эрдем; Вогберг, Ларс; Цуй, Йи; Хамеди, Махиар М. (2015). «Самособирающиеся трехмерные и сжимаемые встречно-штыревые тонкопленочные суперконденсаторы и батареи» . Nature Communications . 6 : 7259. Bibcode : 2015NatCo ... 6.7259N . DOI : 10,1038 / ncomms8259 . ISSN 2041-1723 . PMC 4458871 . PMID 26021485 .   
  92. ^ Ву, Чаншэн; Wang, Aurelia C .; Дин, Венбо; Го, Хэнъюй; Ван, Чжун Линь (2019). «Трибоэлектрический наногенератор: основа энергетики новой эры» . Современные энергетические материалы . 9 (1): 1802906. DOI : 10.1002 / aenm.201802906 . ISSN 1614-6840 . 
  93. ^ Грей, Дерек G .; Му, Сяоюэ (18 ноября 2015 г.). «Хиральная нематическая структура суспензий и пленок нанокристаллов целлюлозы; поляризованный свет и атомно-силовая микроскопия» . Материалы . 8 (11): 7873–7888. Bibcode : 2015Mate .... 8.7873G . DOI : 10,3390 / ma8115427 . ISSN 1996-1944 . PMC 5458898 . PMID 28793684 .   
  94. ^ Тойвонен, Матти S .; Онелли, Олимпия Д .; Джакуччи, Джанни; Ловикка, Вилле; Рохас, Орландо Дж .; Иккала, Олли; Виньолини, Сильвия (13 марта 2018 г.). «Яркость, обусловленная аномальной диффузией в мембранах из нанофибрилл белой целлюлозы» . Современные материалы . 30 (16): 1704050. DOI : 10.1002 / adma.201704050 . PMID 29532967 . 
  95. ^ A1 Заявка WO 2016174104 A1 , Томас Дандекар, «Модифицированная бактериальная наноцеллюлоза и ее использование в чиповых картах и ​​медицине», опубликована 03 ноября 2016 г., передана Юлиусу-Максимилиансу-Университету Вюрцбурга. 
  96. ^ Гарнер, А. (2015-2016) Патент США 9222174 «ингибитор коррозиясодержащие нанокристаллы целлюлозы и нанокристаллы в комбинации с ингибитором коррозии»и в патенте США 9359678 «Применение заряженных нанокристаллов целлюлозы для ингибирования коррозии и коррозии ингибирующей композициисодержащего то же самое ".
  97. ^ Ankerfors, Микаэл (2012). Микрофибриллированная целлюлоза: энергоэффективные методы приготовления и основные свойства . https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:557668/FULLTEXT01.pdf : дипломная работа, Королевский технологический институт (Швеция). ISBN 978-91-7501-464-7.CS1 maint: location ( ссылка )
  98. ^ a b c Миллер, Джек (лето 2018 г.). «2018 - Обновление производства целлюлозных наноматериалов» (PDF) . Tappi Nano . Проверено 22 февраля 2021 года .