Tutkimuksen edistyminen ja funktionaalisen selluloosan näkymät

Funktionaalisen selluloosan tutkimus on edistynyt merkittävästi viime vuosina kestävien ja uusiutuvien materiaalien kasvava kysyntä eri aloilla. Funktionaalinen selluloosa viittaa selluloosan johdannaisiin tai modifioituun selluloosaan, jolla on räätälöityjä ominaisuuksia ja funktionaalisuuksia niiden alkuperäisen muodon ulkopuolella. Tässä on joitain keskeisiä tutkimuksen etenemistä ja funktionaalisen selluloosan näkymiä:

1. Biolääketieteelliset sovellukset: funktionaaliset selluloosajohdannaiset, kuten karboksimetyyliselluloosa (CMC), hydroksipropyyliselluloosa (HPC) ja selluloosan nanokiteitä (CNC), tutkitaan erilaisiin biolääketieteellisiin sovelluksiin. Näitä ovat lääkkeiden jakelujärjestelmät, haavasidokset, kudostekniikan telineet ja biosensorit. Selluloosan biologinen yhteensopivuus, biohajottavuus ja viritettävät ominaisuudet tekevät siitä houkuttelevan ehdokkaan tällaisiin sovelluksiin.
2. Nanoselluloosapohjaiset materiaalit: nanoselluloosa, mukaan lukien selluloosan nanokiteet (CNC) ja selluloosan nanofibrillit (CNF), ovat saaneet merkittävän mielenkiinnon poikkeuksellisten mekaanisten ominaisuuksiensa, korkean kuvasuhteen ja suuren pinta-alan vuoksi. Tutkimus on keskittynyt nanoselluloosan hyödyntämiseen komposiittimateriaalien, kalvojen, kalvojen ja aerogeelien vahvistamisena pakkaamisen, suodatuksen, elektroniikan ja rakenteellisten materiaalien sovelluksiin.
3. Älykkäät ja reagoivat materiaalit: Selluloosan funktionalisointi ärsykkeisiin reagoivilla polymeereillä tai molekyyleillä mahdollistaa älykkäiden materiaalien kehittymisen, jotka reagoivat ulkoisiin ärsykkeisiin, kuten pH, lämpötila, kosteus tai valo. Nämä materiaalit löytävät sovelluksia lääkkeiden toimittamisessa, havainnoinnissa, käyttö- ja hallittuissa vapautusjärjestelmissä.
4. Pintamodifikaatio: Pinnanmuokkaustekniikoita tutkitaan selluloosan pintaominaisuuksien räätälöimiseksi tiettyihin sovelluksiin. Pintasiirron, kemiallisen modifikaatio ja pinnoite funktionaalisilla molekyyleillä mahdollistaa haluttujen funktionaalisuuksien, kuten hydrofobisuuden, antimikrobisten ominaisuuksien tai tarttumisen, lisäämisen.
5. Vihreät lisäaineet ja täyteaineet: Selluloosajohdannaisia ​​käytetään yhä enemmän vihreinä lisäaineena ja täyteaineita eri toimialoilla synteettisten ja uusiutumattomien materiaalien korvaamiseksi. Polymeerikomposiiteissa selluloosapohjaiset täyteaineet parantavat mekaanisia ominaisuuksia, vähentävät painoa ja parantavat kestävyyttä. Niitä käytetään myös reologian muokkaimina, sakeutusaineina ja stabilointiaineena maaleissa, pinnoitteissa, liimissä ja henkilökohtaisen hygienian tuotteissa.
6. Ympäristön kunnostaminen: Funktionaalisia selluloosa -materiaaleja tutkitaan ympäristön kunnostussovelluksissa, kuten vedenpuhdistuksessa, epäpuhtauden adsorptiossa ja öljyvuotojen puhdistuksessa. Selluloosapohjaiset adsorbentit ja kalvot osoittavat lupaavan raskasmetallien, väriaineiden ja orgaanisten epäpuhtauksien poistamista saastuneista vesilähteistä.
7. Energian varastointi ja muuntaminen: Selluloosasta johdettuja materiaaleja tutkitaan energian varastointi- ja muuntamissovelluksissa, mukaan lukien superkondensaattorit, paristot ja polttokennot. Nanoselluloosapohjaiset elektrodit, erottimet ja elektrolyytit tarjoavat etuja, kuten korkean pinta-alan, viritettävän huokoisuuden ja ympäristön kestävyyden.
8. Digitaalisen ja lisäaineen valmistus: Funktionaalisia selluloosa -materiaaleja käytetään digitaalisissa ja lisäaineiden valmistustekniikoissa, kuten 3D -tulostuksessa ja mustesuihkutulostuksessa. Selluloosapohjaiset bioinkit ja tulostettavat materiaalit mahdollistavat monimutkaisten rakenteiden ja funktionaalisten laitteiden valmistuksen biolääketieteellisillä, elektronisilla ja mekaanisilla sovelluksilla.

Funktionaalisen selluloosan tutkimus etenee edelleen kestävän, biologisen yhteensopivan ja monitoiminnan materiaalien pyrkimyksistä eri aloilla. Akatemian, teollisuuden ja valtion virastojen jatkuvan yhteistyön odotetaan nopeuttavan tulevina vuosina innovatiivisten selluloosan tuotteiden ja tekniikoiden kehittämistä ja kaupallistamista.