Наноцеллюлоза - Nanocellulose - Wikipedia

Наноцеллюлоза

Наноцеллюлоза это термин, относящийся к наноструктурированной целлюлозе. Это может быть либо нанокристалл целлюлозы (ЧПУ или NCC), нановолокна целлюлозы (CNF) также называется нанофибриллированная целлюлоза (NFC) или бактериальная наноцеллюлоза, который относится к наноструктурированной целлюлозе, продуцируемой бактериями.

CNF - это материал, состоящий из наноразмерный целлюлоза фибриллы с высоким соотношением сторон (отношение длины к ширине). Типичная ширина фибрилл 5–20 нанометры с широким диапазоном длин, обычно несколько микрометры. Это псевдопластик и экспонаты тиксотропия, собственность определенных гели или же жидкости густые (вязкие) при нормальных условиях, 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 ) под действием высокого давления, высокой температуры и высокой скорости удара 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 путями гомогенизации, микрофлюодизации или измельчения. Полученный материал известен как нанокристалл целлюлозы (ЧПУ).[4]

Нанохитин по своей наноструктуре похож на наноцеллюлозу.

История и терминология

Терминология микрофибриллированный / наноцеллюлоза или (MFC) была впервые использована Турбаком, Снайдером и Сандбергом в конце 1970-х в ITT. Rayonier лаборатории в Уиппани, Нью-Джерси, США, чтобы описать продукт, полученный в виде материала гелеобразного типа путем пропускания древесной массы через гомогенизатор молока типа Gaulin при высоких температурах и высоких давлениях с последующим выталкиванием по твердой поверхности.[нужна 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[ВОЗ? ] в Rayonier также опубликовали работу по созданию геля в форме сухого порошка.[6] Rayonier производит очищенную целлюлозу.[7] Rayonier предоставил бесплатную лицензию всем, кто хотел продолжить это новое использование целлюлозы. Rayonier, как компания, никогда не стремилась к расширению. Скорее, Турбак и др. преследовал 1) поиск новых применений для MFC / наноцеллюлозы. Они включали использование МФЦ 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 энергозатрат для производства МФЦ / наноцеллюлозы.[8] После того, как ITT закрыла Rayonier Whippany Labs в 1983–84, Херрик работал над созданием сухой порошковой формы MFC в лабораториях Rayonier в г. Шелтон, Вашингтон, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ.[6]

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

Производство

Наноцеллюлоза, которую также называют нановолокнами целлюлозы (CNF), микрофибриллированной целлюлозой (MFC) или нанокристаллами целлюлозы (CNC), может быть получена из любого исходного материала целлюлозы, но древесная масса обычно используется.

Фибриллы наноцеллюлозы можно изолировать от волокон на основе древесины с помощью 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.[нужна цитата ] Гомогенизаторы используются для расслоения клеточных стенок волокон и высвобождения наноразмерных фибрилл. Этот процесс потребляет очень большое количество энергии и составляет более 30 МВтч / час.тонна не редкость.[нужна цитата ]

Для решения этой проблемы иногда проводят предварительную ферментативную / механическую обработку.[10] и введение заряженных групп, например, посредством карбоксиметилирования[11] или же ТЕМПО-опосредованное окисление используются.[12] Эти предварительные обработки могут снизить потребление энергии ниже 1 МВтч / тонну.[13] «Нитроокисление» было разработано для получения нановолокон карбоксицеллюлозы непосредственно из сырой биомассы растений. Благодаря меньшему количеству стадий 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 вести,[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 волокон нативной целлюлозы, обычно с использованием серной или соляной кислоты. Аморфные участки природной целлюлозы гидролизуются, и после тщательного определения времени кристаллические участки могут быть извлечены из раствора кислоты центрифугированием и промывкой. Их размеры зависят от исходного материала нативной целлюлозы, а также от времени и температуры гидролиза.[нужна цитата ]

Наночастицы карбоксицеллюлозы сферической формы, полученные азотная кислота -фосфорная кислота Обработка стабильна в дисперсии в неионогенной форме.[19] В апреле 2013 г.[требуется разъяснение ] в производстве наноцеллюлозы были объявлены на конференции Американского химического общества.[20]

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

Структура и свойства

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

Размеры и кристалличность

Ультраструктура наноцеллюлозы, полученной из различных источников, широко изучена. Такие методы, как просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ), сканирующая электронная микроскопия (SEM), атомно-силовая микроскопия (АСМ), широкоугольное рассеяние рентгеновских лучей (WAXS), дифракция рентгеновских лучей с малым углом падения и твердотельное тело 13C кросс-поляризация вращение под магическим углом (CP / MAS), ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и спектроскопия были использованы для характеристики морфологии типично высушенной наноцеллюлозы.[22]

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

При исследовании предварительно обработанных ферментом фибрилл наноцеллюлозы в суспензии размер и распределение по размерам были установлены с помощью крио-ТЕМ. Было обнаружено, что фибриллы являются довольно монодисперсными, в основном с 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 наблюдались с помощью АСМ. Нижний предел толщины составляет около 0,4 нм, что связано с толщиной однослойного листа целлюлозы.[26]

Суммарную ширину можно определить с помощью ЯМР CP / MAS, 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, имеющей плотность 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

В 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 особенно высоки (104 Па при концентрации 3%).[10] по сравнению с результатами для нановискеров целлюлозы (102 Па при концентрации 3%).[29] Также существует 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

Кристаллическая целлюлоза имеет жесткость около 140–220 ГПа, что сравнимо с жесткостью Кевлар и лучше, чем стекловолокно, оба из которых используются в коммерческих целях для усиления пластмасс. Пленки из наноцеллюлозы обладают высокой прочностью (более 200МПа ), высокая жесткость (около 20ГПа )[30] но отсутствие высокого напряжения[требуется разъяснение ] (12%). 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]

Барьерные свойства

В полукристаллических полимерах кристаллические области считаются газонепроницаемыми. Благодаря 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 сообщалось о кислородной проницаемости 0,0006 (см3 мкм) / (м2 день кПа) для прибл. 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 / см3)[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 уменьшать проникновение отрицательно заряженных ионов, при этом нейтральные ионы практически не затрагиваются. Обнаружено, что в мембране накапливаются положительно заряженные ионы.[39]

Многопараметрический поверхностный плазмонный резонанс является одним из методов изучения барьерных свойств натуральной, модифицированной или покрытой наноцеллюлозы. Качество различных противообрастающих составов, влаги, растворителей и противомикробных барьеров можно измерить на наномасштабе. Кинетика адсорбции, а также степень набухания могут быть измерены в режиме реального времени без использования этикеток.[40][41]

Пены и аэрогели наливные

Наноцеллюлозу также можно использовать для аэрогели / пены, либо однородные, либо в составе композиционных материалов. Пены на основе наноцеллюлозы изучаются для применения в упаковке, чтобы заменить полистирол пены на основе. Сваган и др. показали, что наноцеллюлоза обладает способностью усиливать крахмал вспенивается методом сублимационной сушки.[42] Преимущество использования наноцеллюлозы вместо волокна древесной целлюлозы заключается в том, что нанофибриллы могут укреплять тонкие клетки крахмальной пены. Кроме того, можно приготовить аэрогели из чистой наноцеллюлозы, применяя различные методы сублимационной сушки и сверхкритические CO
2 техники 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. За счет регулирования плотности и взаимодействия нанофибрилл в пеноматериалах был получен широкий диапазон механических свойств, включая сжатие.[45] Нановискеры целлюлозы также могут быть превращены в гель в воде при обработке ультразвуком малой мощности, что дает аэрогели с самой высокой зарегистрированной площадью поверхности (> 600 м2 / г) и самой низкой 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 сублимационной сушкой. Химическое осаждение из паровой фазы фторированного силан был 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 применения.

Эмульсии и пены Пикеринга

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 энергетический неблагоприятный контакт. Наноцеллюлозы образуют эмульсии 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 водно-масляную интерфейсное напряжение[50] а их поверхностный заряд вызывает электростатическое отталкивание внутри капель эмульсии. При солевом экранировании заряда капли собираются, но не претерпевают слияние, что указывает на сильную стерическую стабилизацию.[51] Капли эмульсии остаются стабильными даже в желудке человека, что делает эмульсии, стабилизированные наноцеллюлозой, интересной системой пероральной доставки для липофильный наркотики.[52] В отличие от эмульсий, нативные наноцеллюлозы, как правило, не подходят для стабилизации пен по Пикерингу, что объясняется их главным образом гидрофильный свойства поверхности, что приводит к неблагоприятным угол контакта ниже 90 ° (они предпочтительно смачиваются водной фазой).[53] С помощью гидрофобный модификации поверхности или прививки полимера, гидрофобность поверхности и угол смачивания наноцеллюлоз могут быть увеличены, 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)

Подход снизу вверх может использоваться 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

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, примеси на поверхности наноцеллюлозы, такие как фрагменты глюкозидов и лигнина, необходимо удалить перед модификацией поверхности, чтобы получить приемлемую воспроизводимость между различными партиями.[61]

Аспекты безопасности

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 позволяют предположить, что наноцеллюлоза не цитотоксична и не оказывает никакого воздействия на воспалительную систему макрофагов. Кроме того, наноцеллюлоза не очень токсична для Вибрио фишери в экологически значимых концентрациях.[62]

Возможные приложения

Нанокристаллы целлюлозы самоорганизованный в Био радужные пайетки.

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

График переработки наноцеллюлозы[64]
GaAs электроника на наноцеллюлозной подложке[65]

Бумага и картон

Гибкий солнечный элемент на наноцеллюлозной подложке

В области производства бумаги и картона ожидается, что 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 для жиронепроницаемой бумаги 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 УНВ в качестве материала покрытия на поверхность бумаги и картона улучшает барьерные свойства, особенно сопротивление воздуха.[73] и стойкость к жирам / маслам.[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 технологий нанесения покрытия, которые можно использовать для нанесения этих суспензий на бумагу / картон. Некоторые из методов покрытия, используемых для нанесения покрытия MFC на бумагу / картон, представляют собой покрытие стержнем,[75] размерный пресс,[74] покрытие распылением,[77] пенопласт [78] и нанесение покрытия с помощью щелевого штампа.[73] Также изучается возможность нанесения на мокрую поверхность минеральных пигментов и смеси MFC для улучшения барьерных, механических и печатных свойств картона.[79]

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

Композитный

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] Сообщается, что наноцеллюлоза улучшает механические свойства термореактивных смол, крахмал матрицы на основе, соевый протеин, резиновый латекс, поли (лактид). Композиты гибридных нанофибрилл целлюлозы и глинистых минералов обладают интересными механическими, газобарьерными и огнезащитными свойствами.[82] Композитные приложения могут использоваться в качестве покрытий и пленок,[83] краски, пена, упаковка.

Еда

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, панировочных сухарей, чипсов, вафель, супов, подливок, пудингов и т. Д. Применение в пищевых продуктах обусловлено реологическим поведением геля наноцеллюлозы.

Гигиена и абсорбирующие изделия

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.[нужна цитата ]

Эмульсия и дисперсия

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

Медицинская, косметическая и фармацевтическая

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.
  • Пленки из наноцеллюлозы 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.
  • Порошковая наноцеллюлоза также предлагается в качестве вспомогательного вещества 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

Биотехнологическая электроника и накопители энергии

Наноцеллюлоза может открыть 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 ПЕДОТ: PSS проявлять синергетические эффекты, приводящие к необычный[88] смешанный электронный и ионный проводимость, что важно для хранилище энергии Приложения. Нити созданы из смеси наноцеллюлозы и углеродные нанотрубки показывают хорошую проводимость и механические свойства.[89] Аэрогели из наноцеллюлозы, украшенные углеродные нанотрубки может быть сконструирован в надежный сжимаемый 3D суперконденсатор устройств.[90][91] Структуры из наноцеллюлозы можно превратить в био на основе трибоэлектрический генераторы[92] и датчики.

Блестки на биологической основе для моды

Нанокристаллы целлюлозы показали возможность самоорганизация в хиральные нематические структуры[93] с угловой зависимостью радужный цвета. Таким образом, можно производить полностью био-пайетки имеющий металлический блеск и небольшой размер по сравнению с ископаемыми блестки.

Другие потенциальные приложения

  • 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
  • Громкоговоритель мембраны
  • Высокий поток мембраны
  • Компоненты компьютера[31][95]
  • Конденсаторы[91]
  • Легкий бронежилет и баллистическое стекло[31]
  • Ингибиторы коррозии[96]

Коммерческое производство

Хотя древесная наноцеллюлоза была впервые произведена в 1983 году компанией Herrick[6] и Турбак,[5] его коммерческое производство отложено до 2010 г., в основном из-за высокого потребления энергии и высокой стоимости производства. Innventia AB (Швеция) открыла первый опытный завод по производству наноцеллюлозы 2010 г.[97]. Другие активные компании первого поколения включают CelluForce (Канада), Kruger (Канада), Performance BioFilaments (Канада), Nippon (Япония), Nano Novin Polymer Co. (Иран), Университет штата Мэн (США), VTT (Финляндия), Sappi ( Нидерланды), InoFib (Франция) и Melodea (Израиль). Крупнейшее производственное предприятие МФЦ в мире расположено на производственных площадях Stora Enso {{Нужна цитата}} расположен на заводе в Иматре, Финляндия, и на заводе Norske Skog {{Нужна цитата}} в Халдене, Норвегия.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чжу, Хунли; Ло, Вэй; Ciesielski, Peter N .; Фанг, Чжицян; Zhu, J. Y .; Хенрикссон, Гуннар; Химмель, Майкл Э .; Ху, Лянбин (2016). «Древесные материалы для экологически чистой электроники, биологических устройств и энергетики». Химические обзоры. 116 (16): 9305–9374. Дои: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. Дои:10.1002 / anie.201001273. PMID  21598362.
  3. ^ Хабиби, Юсеф (2014). «Основные достижения в химической модификации наноцеллюлоз». Обзоры химического общества. 43 (5): 1519–1542. Дои:10.1039 / C3CS60204D. PMID  24316693.
  4. ^ Пэн Б.Л., Дхар Н., Лю Х.Л., Там К.К. (2011). «Химия и применение нанокристаллической целлюлозы и ее производных: перспектива нанотехнологий» (PDF). Канадский журнал химической инженерии. 89 (5): 1191–1206. Дои:10.1002 / cjce.20554. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-10-24. Получено 2012-08-28.
  5. ^ а б Турбак, А.Ф .; Ф.В. Снайдер; K.R. Сандберг (1983). «Микрофибриллированная целлюлоза, новый продукт из целлюлозы: свойства, использование и коммерческий потенциал». В А. Сарко (ред.). Труды Девятой конференции по целлюлозе. Симпозиумы по прикладному полимеру, 37. Нью-Йорк: Уайли. С. 815–827. ISBN  0-471-88132-5.
  6. ^ а б c Herrick, F.W .; R.L. Casebier; J.K. Гамильтон; K.R. Сандберг (1983). «Микрофибриллированная целлюлоза: морфология и доступность». В А. Сарко (ред.). Труды Девятой конференции по целлюлозе. Симпозиумы по прикладному полимеру, 37. Нью-Йорк: Уайли. С. 797–813. ISBN  0-471-88132-5.
  7. ^ Турбак А.Ф., Снайдер Ф.В. и К.Р. Sandberg Патент США 4341807; Патент США 4374702; Патент США 4378381; Патент США 4452721; Патент США 4452722; Патент США 4464287; Патент США 4483743; Патент США 4487634; Патент США 4500546
  8. ^ Турбак, А.Ф., Снайдер, Ф.В., Сандберг, К.Р. (1984) «Микрофибриллированная целлюлоза - новая композиция, имеющая коммерческое значение», 1984 г. Симпозиум по нетканым материалам, Миртл-Бич, Южная Каролина, 16–19 апреля. TAPPI Press, Атланта, Джорджия. С. 115–124.
  9. ^ Берглунд, Ларс (2005). «Нанокомпозиты на основе целлюлозы». В A.K. 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. ^ а б c d е Pääkkö, M .; М. Анкерфорс; Х. Косонен; А. Нюкянен; С. Ахола; М. Остерберг; Я. Руоколайнен; Дж. Лайне; P.T. 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. Дои:10.1021 / bm061215p. PMID  17474776.
  11. ^ а б Вогберг, Ларс; Геро Декер; Магнус Норгрен; Том Линдстрем; Микаэль Анкерфорс; Карл Акснес (2008). «Наращивание многослойных полиэлектролитов из микрофибриллированной целлюлозы и катионных полиэлектролитов». Langmuir. 24 (3): 784–795. Дои:10.1021 / la702481v. PMID  18186655.
  12. ^ «Премия Маркуса Валленберга: 2015 - Акира Исогай, Цугуюки Сайто, Япония, и Ёсихару Нишияма, Франция». http://mwp.org/. Получено 23 января 2018. Внешняя ссылка в | publisher = (помощь)
  13. ^ Линдстрем, Том; Микаэль Анкерфорс (2009). «Разработки наноцеллюлозы в Скандинавии». 7-й Международный симпозиум по химии бумаги и покрытий (Препринт компакт-диска под ред.). 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. Дои:10.1021 / acs.biomac.7b00544. PMID  28644013.
  15. ^ Sharma, P.R .; Zheng, B .; 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. Дои:10.1021 / acsanm.8b00744.
  16. ^ Sharma, P.R .; 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. Дои:10.1007 / s10570-018-1659-9. S2CID  103880950.
  17. ^ Sharma, P.R .; 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. Дои:10.1021 / acssuschemeng.7b03473.
  18. ^ Sharma, P.R .; 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. Дои:10.1021 / acs.iecr.7b03659.
  19. ^ Sharma, P.R .; Верма, А.Дж. (2013). «Функциональные наночастицы, полученные из целлюлозы: разработка формы и размера 6-карбоксицеллюлозы». Химические коммуникации. 49 (78): 13885–13893. Дои:10.1039 / c3cc44551h. PMID  23959448.
  20. ^ «Инженерные водоросли для создания наноцеллюлозы« чудесного материала »для биотоплива и многого другого». newswise.com.
  21. ^ «Наноцеллюлоза - NaNo Research GROUP @ ICAR-CIRCOT, Мумбаи».
  22. ^ Сиро, Иштван; Дэвид Плэкетт (2010). «Микрофибриллированная целлюлоза и новые нанокомпозитные материалы: обзор». Целлюлоза. 17 (3): 459–494. Дои:10.1007 / s10570-010-9405-у. S2CID  14319488.
  23. ^ Chinga-Carrasco, 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. Дои:10.1017 / S1431927611000444. PMID  21740618.
  24. ^ Чинга-Карраско Г., Миеттинен А., Луенго Хендрикс С.Л., Гамштедт Е.К., Катая М. (2011). Структурные характеристики волокон из крафт-целлюлозы и их нанофибриллированных материалов для применения в биоразлагаемых композитах. InTech. ISBN  978-953-307-352-1.
  25. ^ Чинга-Карраско, Г. (13 июня 2011 г.). «Целлюлозные волокна, нанофибриллы и микрофибриллы: морфологическая последовательность компонентов MFC с точки зрения физиологии растений и технологии волокон». Письма о наномасштабных исследованиях. 6 (1): 417. Bibcode:2011NRL ..... 6..417C. Дои:10.1186 / 1556-276X-6-417. ЧВК  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. Дои:10.1021 / bm101315y. PMID  21210665.
  27. ^ а б 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. Дои:10.1021 / bm801065u. PMID  19055320.
  28. ^ а б 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». Langmuir. 25 (13): 7675–7685. Дои:10.1021 / la900323n. PMID  19348478.
  29. ^ а б Тацуми, Дайсуке; Сатоши Ишиока; Такайоши Мацумото (2002). «Влияние концентрации волокон и осевого отношения на реологические свойства суспензий целлюлозных волокон». Журнал Общества реологов (Япония). 30 (1): 27–32. Дои:10.1678 / реология.30.27.[постоянная мертвая ссылка ]
  30. ^ а б Хенрикссон, Мариэль; Ларс А. Берглунд; Пер Исакссон; Том Линдстрем; Такаши Нишино (2008). «Структуры нанобумаги целлюлозы высокой прочности». Биомакромолекулы. 9 (6): 1579–1585. Дои:10.1021 / bm800038n. PMID  18498189.
  31. ^ а б c «Почему древесная масса является новым чудо-материалом в мире - технология - 23 августа 2012 г.». Новый ученый. Получено 2012-08-30.
  32. ^ Mittal, N .; Ansari, F .; Gowda V., K .; Brouzet, C .; Chen, P .; Larsson, P.T .; Roth, S.V .; Lundell, F .; Wågberg, L .; Котов, Н .; Седерберг, Л. (2018). «Мультимасштабный контроль сборки наноцеллюлозы: перенос замечательной механики наноразмерных фибрилл на макромасштабные волокна». САУ Нано. 12 (7): 6378–6388. Дои:10.1021 / acsnano.8b01084. PMID  29741364.
  33. ^ а б c Аулин, Кристиан; Микаэль Геллстедт; Том Линдстрем (2010). «Кислородо- и масляные барьерные свойства микрофибриллированных целлюлозных пленок и покрытий». Целлюлоза. 17 (3): 559–574. Дои:10.1007 / s10570-009-9393-у. S2CID  137623000.
  34. ^ Сиверуд, Кристин; Пер Стениус (2009). «Прочностные и барьерные свойства пленок МФЦ». Целлюлоза. 16 (1): 75–85. Дои:10.1007 / s10570-008-9244-2. S2CID  136647719.
  35. ^ Chinga-Carrasco, G .; Сиверуд К. (19 марта 2012 г.). «О структуре и скорости кислородопроницаемости биоразлагаемых целлюлозных нанобарьеров». Письма о наномасштабных исследованиях. 7 (1): 192. Bibcode:2012НРЛ ..... 7..192С. Дои:10.1186 / 1556-276X-7-192. ЧВК  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. Дои:10.1002 / app.26946.[постоянная мертвая ссылка ]
  37. ^ Сваган А.Дж., Самир М.А., Берглунд Л.А. (2007). «Биомиметические полисахаридные нанокомпозиты с высоким содержанием целлюлозы и высокой прочностью». Биомакромолекулы. 8 (8): 2556–2563. Дои:10.1021 / bm0703160. PMID  17655354.
  38. ^ Diddens, Imke; 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. Дои:10.1021 / ma801796u.
  39. ^ Тилеманс, Вим; Warbey, CA; Уолш, Д.А. (2009). «Пермселективные наноструктурированные мембраны на основе нановискеров целлюлозы». Зеленая химия. 11 (4): 531–537. Дои: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. Дои:10.1021 / bm500997s. PMID  25233035.
  41. ^ Вуорилуото, Майя; 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. Дои:10.1021 / acs.jpcb.5b07628. PMID  26560798.
  42. ^ Сваган, Анна Дж .; Самир, Май А. С. Азизи; Берглунд, Ларс А. (2008). «Биомиметические пены с высокими механическими характеристиками на основе наноструктурированных клеточных стенок, армированных нативными нанофибриллами». Современные материалы. 20 (7): 1263–1269. Дои:10.1002 / adma.200701215.
  43. ^ Пяакко, Марджо; Яана Вапаавуори; Риитта Сильвеннойнен; Харри Косонен; Микаэль Анкерфорс; Том Линдстрем; Ларс А. Берглунд; Олли Иккала (2008). «Длинные и запутанные наноразмерные нановолокна из целлюлозы I позволяют создавать гибкие аэрогели и иерархические шаблоны для функциональных возможностей». Мягкая материя. 4 (12): 2492–2499. Bibcode:2008SМат .... 4.2492P. Дои:10.1039 / b810371b.
  44. ^ а б Хит, Линди; Тилеманс, В. (2010). «Аэрогели с наноширками целлюлозы». Зеленая химия. 12 (8): 1448–1453. Дои:10.1039 / c0gc00035c.
  45. ^ Сехаки, Хуссин; Михаэла Салайкова; Ци Чжоу; Ларс А. Берглунд (2010). «Оптимизация механических характеристик жестких пен со сверхвысокой пористостью, полученных из суспензий нановолокон целлюлозы I. Мягкая материя. 6 (8): 1824–1832. Bibcode:2010SMat .... 6.1824S. Дои:10.1039 / b927505c.
  46. ^ Аулин, Кристиан; Юлия Нетрваль; Ларс Вогберг; Том Линдстрем (2010). «Аэрогели из нанофибриллированной целлюлозы с регулируемой олеофобностью». Мягкая материя. 6 (14): 3298. Bibcode:2010SМат .... 6.3298A. Дои:10.1039 / c001939a.
  47. ^ Olsson, R.T .; Азизи Самир, М. А. С .; Salazar-Alvarez, G .; Белова, Л .; Ström, V .; Berglund, L.A .; Иккала, О .; Nogués, J .; Гедде, У. В. (2010). «Изготовление гибких магнитных аэрогелей и жесткой магнитной нанобумаги с использованием нанофибрилл целлюлозы в качестве шаблонов». Природа Нанотехнологии. 5 (8): 584–8. Bibcode:2010НатНа ... 5..584О. Дои: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». Langmuir. 27 (12): 7471–7479. Дои: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. Дои:10.1039 / C2SM26472B.
  50. ^ Бергфройнд, Йотам; Сунь, Цияо; Фишер, Питер; Бертч, Паскаль (2019). «Адсорбция заряженных анизотропных наночастиц на границе раздела нефть – вода». Наноразмерные достижения. 1 (11): 4308–4312. Дои: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. Дои: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. Дои:10.1021 / acsami.8b02637. PMID  29708724.
  53. ^ Берч, Паскаль; Аркари, Марио; Гуэ, Томас; Меззенга, Рафаэле; Нистрем, Густав; Фишер, Питер (12 ноября 2019 г.). «Разработка нанофибрилл целлюлозы для стабилизации границ раздела жидкостей». Биомакромолекулы. 20 (12): 4574–4580. Дои:10.1021 / acs.biomac.9b01384. PMID  31714073.
  54. ^ Джин, Хуацзинь; Чжоу, Вэйчжэн; Цао, Цзянь; Стоянов, Симеон Д .; Blijdenstein, Theodorus B.J .; 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. Дои:10.1039 / c1sm06518a.
  55. ^ Ли, Кун-Янг; Блейкер, Джонни Дж .; Мураками, Ре; Heng, Jerry Y. Y .; Бисмарк, Александр (8 января 2014 г.). «Фазовое поведение средне- и высокофазных эмульсий вода-в-масле, стабилизированных исключительно гидрофобизированными бактериальными нанофибриллами целлюлозы». Langmuir. 30 (2): 452–460. Дои:10.1021 / la4032514. PMID  24400918.
  56. ^ Сайдан, Дорра; Перрин, Эмили; Cherhal, Fanch; Гуэллек, Флориан; Капрон, Изабель (28 июля 2016 г.). «Некоторые модификации нанокристаллов целлюлозы для функциональных эмульсий Пикеринга». Философские труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 374 (2072): 20150139. Bibcode:2016RSPTA.37450139S. Дои:10.1098 / rsta.2015.0139. ЧВК  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. Дои:10.1021 / acsmacrolett.5b00953.
  58. ^ Гуань, Цин-Фан. «Легкие, прочные и устойчивые конструкционные материалы на основе целлюлозного нановолокна с низким коэффициентом теплового расширения». Достижения науки. Американская ассоциация развития науки.
  59. ^ Гуань, Цин-Фан. «Легкие, прочные и устойчивые структурные материалы на основе целлюлозного нановолокна с низким коэффициентом теплового расширения». Достижения науки. Американская ассоциация развития науки.
  60. ^ Eichhorn, S.J .; Dufresne, A .; Aranguren, M .; Маркович, Н.Е .; Capadona, J.R .; Rowan, S.J .; Weder, C .; Thielemans, W .; Роман, М .; Renneckar, S .; Gindl, W .; Veigel, S .; Keckes, J .; Яно, Х .; Abe, M. Nogi, K .; Nakagaito, A.N .; Mangalam, A .; Simonsen, J .; Benight, A. S .; Бисмарк, А .; Berglund, L.A .; Пейс, Т. (2010). «Обзор: текущие международные исследования нановолокон и нанокомпозитов целлюлозы» (PDF). Журнал материаловедения. 45 (1): 1–33. Bibcode:2010JMatS..45 .... 1E. Дои:10.1007 / s10853-009-3874-0. S2CID  137519458.
  61. ^ Лабет, М .; Тилеманс, W (2011). «Улучшение воспроизводимости химических реакций на поверхности нанокристаллов целлюлозы: ROP е-капролактона в качестве примера». Целлюлоза. 18 (3): 607–617. Дои: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. Дои: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. Дои:10.1021 / bm3019467. PMID  23421631.
  64. ^ Ли, Шаохуэй; Ли, Пуй Си (2017). «Разработка и применение прозрачной проводящей наноцеллюлозной бумаги». Наука и технология современных материалов. 18 (1): 620–633. Bibcode:2017STAdM..18..620L. Дои:10.1080/14686996.2017.1364976. ЧВК  5613913. PMID  28970870.
  65. ^ а б Юнг, 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:2015 НатКо ... 6.7170J. Дои:10.1038 / ncomms8170. ЧВК  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. Дои: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 бумаги TMP». Журнал исследований северной целлюлозы и бумаги. 23 (3): 299–304. Дои: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. Дои:10.1007 / s10570-007-9167-3. S2CID  136939100.
  69. ^ Syverud, K .; Стениус, П. (2008). «Прочностные и барьерные свойства пленок МФЦ». Целлюлоза. 16: 75–85. Дои: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. Дои:10.1007 / s10570-009-9393-у. S2CID  137623000.
  71. ^ Lavoine, 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. Дои:10.1016 / j.carbpol.2012.05.026. PMID  22839998.
  72. ^ Миссум, К .; Martoïa, F .; Belgacem, M. N .; Брас, Дж. (2013). «Влияние химически модифицированной нанофибриллированной целлюлозы на свойства волокнистых материалов». Промышленные культуры и продукты. 48: 98–105. Дои:10.1016 / j.indcrop.2013.04.013.
  73. ^ а б 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. Дои:10.1021 / acs.iecr.6b00417. ISSN  0888-5885.
  74. ^ а б Лавуан, Натали; Desloges, Изабель; Хелифи, Бертин; Бра, Жюльен (апрель 2014 г.). «Влияние различных процессов покрытия микрофибриллированной целлюлозы на механические и барьерные свойства бумаги». Журнал материаловедения. 49 (7): 2879–2893. Bibcode:2014JMatS..49.2879L. Дои:10.1007 / s10853-013-7995-0. ISSN  0022-2461. S2CID  137327179.
  75. ^ а б Аулин, Кристиан; Геллстедт, Микаэль; Линдстрем, Том (июнь 2010 г.). «Кислородные и масляные барьерные свойства микрофибриллированных целлюлозных пленок и покрытий». Целлюлоза. 17 (3): 559–574. Дои:10.1007 / s10570-009-9393-у. ISSN  0969-0239. S2CID  137623000.
  76. ^ Мажари Мусави, Сейед Мохаммад; и другие. (2016). «Нановолокна целлюлозы с более высоким содержанием твердых частиц в качестве материала покрытия для улучшения структуры и барьерных свойств картона». Материалы конференции TAPPI: 1–7.
  77. ^ Беневенти, Давиде; Чоси, Дидье; Куртил, Денис; Золин, Лоренцо; Гербальди, Клаудио; Пенацци, Нерино (9 июля 2014 г.). «Загрузка высокопористой бумаги с микрофибриллированной целлюлозой путем нанесения распылением на влажные основы». Промышленные и инженерные химические исследования. 53 (27): 10982–10989. Дои:10.1021 / ie500955x. ISSN  0888-5885.
  78. ^ Киннунен-Раудаскоски, К. (2014). «Тонкие покрытия для бумаги пенопластом». Журнал ТАППИ. 13 (7): 9–19. Дои:10.32964 / TJ13.7.9.
  79. ^ «Микрофибриллированная целлюлоза в барьерных покрытиях». Получено 27 января 2020.
  80. ^ Миттал, Нитеш; Ансари, Фархан; Gowda.V, Krishne; Брузе, Кристоф; Чен, Пан; Ларссон, Пер Томас; Roth, Stephan V .; Лунделл, Фредрик; Вогберг, Ларс; Котов, Николай А .; Содерберг, Л. Даниэль (2018-07-24). «Мультимасштабный контроль сборки наноцеллюлозы: перенос замечательной механики наноразмерных фибрилл на макромасштабные волокна». САУ Нано. 12 (7): 6378–6388. Дои:10.1021 / acsnano.8b01084. ISSN  1936-0851. PMID  29741364.
  81. ^ «Нити из наноцеллюлозы прочнее паучьего шелка». 17 октября 2018 г.. Получено 29 июн 2020.
  82. ^ Alves, L .; Ferraz, E .; Гамелас, Дж. А. Ф. (01.10.2019). «Композиты нанофибриллированной целлюлозы с глинистыми минералами: обзор». Достижения в области коллоидов и интерфейсной науки. 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 газоизоляционной способностью: ключевые моменты и проблемы». Биоресурсы. 10 (4): 6310–6313. Дои: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». Дисперсионная наука и технологии. 32 (3): 447–452. Дои: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. Дои: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 наномасштабных исследованиях. 6 (1): 626. Bibcode:2011НРЛ ..... 6..626С. Дои:10.1186 / 1556-276X-6-626. ЧВК  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 (связь)
  88. ^ Малти, Абделлах; Эдберг, Джеспер; Гранберг, Яльмар; Хан, Зия Уллах; Андреасен, Йенс В .; Лю, Сяньцзе; Чжао, Дан; Чжан, Хао; Яо, Юйлонг; Brill, Joseph W .; Энгквист, Исак (2 декабря 2015 г.). «Органический смешанный ионно-электронный проводник для силовой электроники». Передовая наука. 3 (2). Дои:10.1002 / advs.201500305. ISSN  2198-3844. ЧВК  5063141. PMID  27774392.
  89. ^ Hamedi, 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 добавлением наноцеллюлозы». САУ Нано. 8 (3): 2467–2476. Дои: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. Дои:10.1016 / j.apmt.2016.09.008. ISSN  2352-9407.
  91. ^ а б Нистрем, Густав; Марэ, Эндрю; Карабулут, Эрдем; Вогберг, Ларс; Цуй, Йи; Хамеди, Махиар М. (2015). «Самособирающиеся трехмерные сжимаемые встречно-штыревые тонкопленочные суперконденсаторы и батареи». Nature Communications. 6: 7259. Bibcode:2015НатКо ... 6.7259N. Дои:10.1038 / ncomms8259. ISSN  2041-1723. ЧВК  4458871. PMID  26021485.
  92. ^ У, Чаншэн; Wang, Aurelia C .; Дин, Венбо; Го, Хэнъюй; Ван, Чжун Линь (2019). «Трибоэлектрический наногенератор: основа энергетики новой эры». Современные энергетические материалы. 9 (1): 1802906. Дои:10.1002 / aenm.201802906. ISSN  1614-6840.
  93. ^ Грей, Дерек Дж .; 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:2015 Mate .... 8.7873G. Дои:10.3390 / ma8115427. ISSN  1996-1944. ЧВК  5458898. PMID  28793684.
  94. ^ Тойвонен, Матти С .; Онелли, Олимпия Д .; Джакуччи, Джанни; Ловикка, Вилле; Рохас, Орландо Дж .; Иккала, Олли; Виньолини, Сильвия (13 марта 2018 г.). «Яркость, обусловленная аномальной диффузией, в мембранах белых целлюлозных нанофибрилл». Современные материалы. 30 (16): 1704050. Дои: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», опубликовано 03 ноября 2016 г., поручено Юлиусу-Максимилиансу-Университету Вюрцбурга. 
  96. ^ Гарнер, А. (2015-2016) Патент США 9,222,174 «Ингибитор коррозии, содержащий нанокристаллы целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы в сочетании с ингибитором коррозии» и Патент США 9,359,678 «Использование заряженных нанокристаллов целлюлозы для ингибирования коррозии и композиции для ингибирования коррозии, содержащей их».
  97. ^ Анкерфорс, Микаэль (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 (связь)