Nanocellulose là gì? Các công bố khoa học về Nanocellulose

Những sợi cellulose có độ rộng trong phạm vi nanomet là những vật liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên với những tính chất độc đáo và có tiềm năng hữu ích. Đặc biệt, những nanocellulose mới này mở ra các lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ liên quan đến vật liệu bền vững và nanocomposite, cũng như các thiết bị y tế và khoa học sự sống, cho hợp chất polymer tự nhiên cellulose. Các kích thước nano của các yếu tố cấu trúc này dẫn đến diện tích bề mặt lớn và do đó khả năng tương tác mạnh mẽ của các cellulose này với các loại hạt xung quanh, chẳng hạn như nước, hợp chất hữu cơ và polymer, các hạt nano, và các tế bào sống. Bài báo này tập hợp kiến thức hiện tại về việc tách cellulose vi sợi từ gỗ và ứng dụng của nó trong nanocomposite; chuẩn bị cellulose nanocrystalline và sử dụng nó như một tác nhân gia cố, và việc chế tạo sinh học cellulose nano khuẩn, cũng như đánh giá của nó như một vật liệu sinh học cho các cấy ghép y tế.

Vật liệu nanocellulose đã trải qua sự phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây như là vật liệu y sinh học đầy triển vọng nhờ vào các tính chất tuyệt vời về mặt vật lý và sinh học của chúng, đặc biệt là khả năng tương thích sinh học, khả năng phân hủy sinh học và độc tính tế bào thấp. Gần đây, một lượng lớn nghiên cứu đã được hướng vào việc chế tạo các sợi nanocellulose tiên tiến với các hình thái và tính chất chức năng khác nhau. Những sợi nanocellulose này được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị cấy ghép y khoa, kỹ thuật mô, phân phối thuốc, chữa lành vết thương, ứng dụng trong hệ tim mạch và các ứng dụng y khoa khác. Trong bài đánh giá này, chúng tôi điểm lại các tiến bộ gần đây trong thiết kế và chế tạo các vật liệu sinh học tiên tiến dựa trên nanocellulose (tinh thể nano cellulose, cellulose nano vi khuẩn và fibrin nano cellulose) có triển vọng trong ứng dụng y sinh học và thảo luận về yêu cầu của vật liệu đối với từng ứng dụng cũng như các thách thức mà các vật liệu đó có thể phải đối mặt. Cuối cùng, chúng tôi cung cấp cái nhìn tổng quan về hướng phát triển trong tương lai của các vật liệu dựa trên nanocellulose trong lĩnh vực y sinh học. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132, 41719.

Sợi nano cellulose là rất phổ biến trong tự nhiên và công nghệ nano nhưng cấu trúc trung mô của chúng vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Tại đây chúng tôi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của các hạt nano cellulose dạng que trên từng hạt riêng lẻ, bằng cách áp dụng các khái niệm vật lý polymer thống kê trên hình ảnh hiển vi điện tử và hiển vi lực nguyên tử, và chúng tôi đánh giá các tính chất vật lý của chúng thông qua bản đồ nano cơ học định lượng. Chúng tôi chứng minh tính đối xứng tay phải, được quan sát thấy trên cả bó và trên các đơn sợi. Phân tích thống kê các đường viền từ hình ảnh hiển vi cho thấy một phân phối góc gấp không Gaussian. Điều này không phù hợp với một cấu trúc bao gồm các miền vô định hình và tinh thể xen kẽ dọc theo đường viền và ủng hộ việc hình thành góc gấp do quá trình xử lý gây ra. Các tính chất cơ học nội tại của nano cellulose được xác định từ phương pháp nanoindentation và chiều dài kiên định theo chiều ngang và dọc, tương ứng. Phân tích cấu trúc được đẩy đến mức của các chuỗi polymer cellulose đơn, và đơn vị liên kết nhỏ nhất của chúng với một cách sắp xếp chuỗi 2 × 2 được đề xuất.