О проекте Напишите нам

НОВЫЙ «МАТЕРИАЛ БУДУЩЕГО» – НАНОКРИСТАЛЛЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

« к списку статей

23.12.2013 Химический портал himsite.ru

Те же самые крошечные кристаллы целлюлозы которые обеспечивают прочность листьев, стеблей и стволов растений, не только отличаются небольшой плотностью и высокой эластичностью – как показывают результаты новых исследований, они такие же прочные, как и сталь.

Новая информация о хорошо известном материале может оказаться полезной для создания нового класса биологических материалов для широкого круга практических приложений, например для повышения прочности материалов, использующихся в строительстве и создании деталей автомашин.

Как отмечает Пабло Заваттьери (Pablo D. Zavattieri) из Университета Пэрдю, расчеты, основанные на моделях, в которых используется уточненная структура целлюлозы, показывают, что жесткость нанокристаллов целлюлозы составляет 206 гигапаскалей, что сравнимо с жесткостью стали.

Как подчеркивает Заваттьери, очень сложно измерить жесткость нанокристаллов целлюлозы экспериментально. В первую очередь это объясняется их крайне малыми размерами – нанокристаллы целлюлозы отличаются шириной в 3 нанометра, длиной в 500 нанометров и не могут наблюдаться с помощью обычного оптического микроскопа, более того их сложно изучать с помощью доступных лабораторных методов исследования. Именно поэтому исследователи для предсказания свойств наноцеллюлозы решили использовать средства квантовой механики. Надо отметить, что квантовохимическое исследование целлюлозы было проведено впервые, но при этом результаты этого исследования вполне можно считать вехой в понимании фундаментальных механических свойств нанокристаллов целлюлозы.

Заваттьери добавляет, что выполненная в его группе работа является также и первым шагом к созданию многомасштабного моделирования, который бы позволил понимать и предсказывать поведение отдельных кристаллов, особенностей взаимодействия друг с другом и с другими материалами. Все это важно для разработки новых материалов на основе целлюлозы, поскольку многие исследовательские группы во всем мире пытаются приспособить этот биоматериал для применения в различных областях – от электроники и медицины до конструкционных материалов.

Нанокристаллы целлюлозы представляют собой потенциальную экологически безопасную альтернативу углеродным нанотрубкам в качестве наполнителей для увеличения прочности полимеров и бетона. Также нанокристаллы целлюлозы могут стать материалом для создания биоразлагаемых упаковок, тканей и перевязочного материала. Также рассматриваются варианты применения наноцеллюлозы для создания гибких источников питания из электропроводящей бумаги, прозрачных гибких экранов для электронных устройств, фильтров для очистки воды и сенсоров. Достоинство материала в том, что целлюлоза представляет собой самый распространенный, к тому же и возобновляемый полимер на Земле, ее источниками могут быть высшие растения, водоросли, туникаты и некоторые бактерии, защитная оболочка которых состоит из целлюлозы. Производство биологических наноцеллюлозных материалов может стать логичным развитием уже существующих целлюлозно-бумажной и топливной промышленности.

Еще одним преимуществом нанокристаллов целлюлозы является возможность модификации поверхности этих кристаллов с целью модификации их свойств – такая модификация может увеличить сродство наноцеллюлозы к какому-либо полимеру и тем самым еще более значительно увеличить прочность композитного материала.

В планах Заваттьери расширить исследование на изучение свойств α-хитина, материала, образующего экзоскелеты раков, крабов, пауков и насекомых. Близость строения хитина и целлюлозы позволяет ожидать высокой жесткости и от нанокристаллов хитина.

Статья опубликована от компании: Химический портал himsite.ru

Ещё анонсы и статьи

31.07.2025 Сейлс Солюшен

Современные методы сварки: ключевые тренды 2025 года

В условиях стремительной цифровизации производства и ужесточения экологических норм сварочные технологии переживают настоящую революцию. Для промышленных предприятий выбор современных методов сварки п...

Читать далее »

30.07.2025 Химический портал himsite.ru

Полимерные материалы в современной промышленности: винипласт и стеклотекстолит

В современном промышленном производстве полимерные материалы занимают особое место, сочетая в себе уникальные физико-химические свойства, долговечность и экономическую эффективность. Среди всего много...

Читать далее »

30.07.2025 Химический портал himsite.ru

Обслуживание и калибровка лабораторных гомогенизаторов: как продлить срок службы оборудования

Лабораторные гомогенизаторы — незаменимое оборудование в исследовательских лабораториях, на молокозаводах, в фармацевтическом и пищевом производстве. Они обеспечивают диспергирование, эмульгирование и...

Читать далее »

17.07.2025 Сейлс Солюшен

Лениногорский машиностроительный завод КС «Механика» — победитель конкурса «Лучшие товары и услуги Республики Татарстан»

Федеральное бюджетное учреждение «ЦСМ Татарстан» объявило результаты ежегодного конкурса «Лучшие товары и услуги Республики Татарстан». ЛМЗ «КС Механика», входящее в группу компаний «СейлсСолюшен», ст...

Читать далее »

27.06.2025 Химический портал himsite.ru

Как проверить качество галита перед закупкой

Промышленная закупка технической соли требует внимательного подхода к качеству продукции. Независимо от того, используется ли сырье в дорожной отрасли, химической промышленности или коммунальных служб...

Читать далее »

Copyright © 2009-2025 HimSite.ru - Портал химической промышленности, оборудование для химии, нефтехимии, полимеров.

Обратная связь