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:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Лазер отведет ракету от цели 26.10.2010 Готовясь к войнам настоящего и будущего, американцы не устают разрабатывать средства защиты своих военнослужащих. Вертолеты сейчас с успехом заменяют кавалерию, обеспечивая переброску войск на дальние расстояния. А борются с ними с помощью маленьких ракет, оснащенных датчиком тепла, чтобы точно попадать в двигатель. Как защитить вертолет от такой ракеты? Очередной способ предложил профессор Мичиганского университета Мухамед Ислам, который основал свою компанию и получил грант в один миллион долларов от армейского агентства DARPA на создание производства. В основе защиты находится волоконный лазер суперконтинуума, работающий на средних инфракрасных частотах. Подобные лазеры видимого диапазона излучают свет в широком диапазоне волн. Инфракрасный же лазер с аналогичным широким спектром создает иллюзию теплого объекта, и ракета летит к этому фантому, а не к настоящему вертолету. У созданного профессором Исламом лазера, в отличие от других образцов подобной защиты, нет подвижных частей, что снижает цену и повышает надежность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025