Кристаллическая целлюлоза

02.07.2015

Все говорят о волокнах целлюлозы, целлюлозной массе, а что такое кристаллическая целлюлоза? Волокно состоит из нанофибрилл, нанофибриллы - из полимерных нитей, причем в некоторых участках длинные молекулы целлюлозы прочно соединены водородными связями и высокоупорядоченны, а в других имеют аморфную структуру.

Целлюлоза, очищенная от лигнина и гемицеллюлозы, мягкая и волокнистая. Но если обработать его, например, крепкой кислотой или ферментом, которая уничтожит неупорядоченные участки полимера, то останутся миниатюрные иголочки нанометрового диаметра, состоящие из плотно уложенных фрагментов глюкозных цепочек. Эти иголочки - кристаллическая наноцеллюлоза (CNC) - прочнее кевларового и углеродного волокна, а стоят в десять раз дешевле. Их выход - примерно 30% от целлюлозной массы, цену при массовом производстве надеются довести до нескольких долларов за килограмм. К тому же целлюлозные нанокристаллы прозрачны, а пленки из нанокристаллической целлюлозы обладают интересными оптическими свойствами.

Целлюлозные волокна, или нанофибриллы, нанометрового диаметра и длиной в несколько микрометров - тоже полезный материал; из них можно делать нанокомпозиты, пленки для различных фильтров, а растворы целлюлозных нановолокон обладают необычными физическими свойствами. В отличие от многих других наночастиц наноцеллюлоза абсолютно биосовместима и не внушает опасений самым ярым защитникам природы. Есть у этих материалов важный минус - высокая гигроскопичность: даже маленьким частицам древесины свойственно связывать воду. Но тут уже карты в руки химикам и технологам.

Гидрофобные, пластичные и прозрачные наноцеллюлозные пленки недавно получила группа японских исследователей, которые много лет работают с целлюлозными нановолокнами, окисленными NaClO в присутствии (2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1- ил)-оксила (сокращенно TEMPO или TO) и бромида натрия. При окислении свободные поверхностные -CH2OH группы превращаются в карбоксильные -COO-; такие нановолокна исследователи назвали TOCN. В этой работе японцы получали пленки, высушивая водную дисперсию TOCN с четвертичными алкиламинами - молекулами, в которых четыре алкильные цепи привязаны к одному положительно заряженному атому азота. Алкиламины становились противоионами для карбоксилатных поверхностных групп и придавали пленке пластичность - алкильные цепи покрывают ее поверхность и занимают пространство между нановолокнами.

К тому же наноцеллюлозная пленка становилась водоотталкивающей: если использовать тетра(n-бутил)-аммоний, то угол контакта с водой достигает 100°. Такие нанофибриллы могут быть наполнителем в гидрофобных полимерных матрицах.

<< Назад: Внешние накопители Transcend StoreJet 35T3 8 Тбайт 02.07.2015

>> Вперед: Ноутбук управляется с помощью глаз 01.07.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружен самый отдаленный объект Солнечной системы 22.12.2018 Команда астрономов из Института Карнеги, Гавайского университета и Университета Северной Аризоны (США) обнаружила самое отдаленное тело, которое когда-либо наблюдалось в нашей Солнечной системе. Согласно сообщению Института Карнеги, это тело - карликовая планета, которая находится на расстоянии, более чем в 100 раз превышающем расстояние между Землей и Солнцем. Объект получил название 2018 VG18 и прозвище "Farout" ("далекий" - с английского). Его "дом" расположен на удалении от Солнца около 120 астрономических единиц (а.е., AU), где 1 а.е. определяется как расстояние между Землей и Солнцем. Вторым наиболее удаленным наблюдаемым объектом Солнечной системы является карликовая планета Эрида: ее "координаты" - 96 а.е. По размеру она считается второй после Плутона, который, к слову, находится на расстоянии около 34 а.е. Сейчас ученые не могут точно сказать, по какой орбите движется 2018 VG18. Есть лишь предположение: поскольку карликовая планета находится настолько далеко, она вращается очень медленно - и, вероятно, ей требуется более 1000 лет, чтобы сделать один оборот вокруг Солнца. Первые снимки самого удаленного объекта Солнечной системы были сделаны 10 ноября этого года на японском 8-метровом телескопе Subaru, расположенном на вершине Мауна-Кеа на Гавайях. Во второй раз "Farout" был замечен в начале декабря на Магеллановом телескопе в Обсерватории Лас-Кампанас (Чили). 2018 VG18 была обнаружена во время поисков ученых чрезвычайно отдаленных объектов Солнечной системы - в том числе "Планеты X", которую иногда также называют "Планетой 9". В октябре та же группа исследователей объявила о том, что она нашла другой отдаленный объект Солнечной системы - 2015 TG387 по прозвищу "Гоблин". Такое прозвище он получил потому, что его впервые увидели под Хэллоуин. Расстояние от Солнца до "Гоблина" составляет около 80 а.е.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026