Ғылыми-зерттеу жұмыстары және функционалды целлюлозаның болашағы

Функционалды целлюлоза бойынша зерттеулер соңғы жылдары айтарлықтай прогреске ие болды, бұл әр түрлі салалардағы тұрақты және жаңартылатын материалдарға сұраныс артады. Функционалды целлюлоза целлюлоза туындыларына немесе өзгертілген целлюлозаны олардың туған жерінен тыс, бейімделген қасиеттері мен функционалды түрлерімен білдіреді. Мұнда зерттеудің негізгі прогресі және функционалды целлюлозаның келешегі:

1. Биомедициналық қосымшалар: карбоксиметил целлюлозасы (CMC), гидроксипропилл целлюлозасы (CMC), гидроксиппил целлюлозасы (HPC), целлюлоза нанокрюс (CNC), түрлі биомедициналық қосымшалар үшін зерттелуде. Оларға дәрі-дәрмектерді жеткізу, жаралар, тіндердің техникасы және биозенсорлар кіреді. Биологиялық қабілеттілік, биологиялық ыдырау және целлюлозаның реттелетін қасиеттері оны осындай қосымшаларға тартымды кандидат етеді.
2. Наноцеллюлоза негізіндегі материалдар: Наноцеллюлоза, оның ішінде целлюлоза нанокристалдары (CNCS) және целлюлоза нанофибриллалары (CNFS), оның ерекше механикалық қасиеттері, жоғары көрсеткіштер мен үлкен жер учаскесіне үлкен қызығушылық тудырды. Зерттеулер наноцеллюлозаны композициялық материалдар, кино, мембраналар және қаптамада, фильтрация, электроника және құрылымдық материалдармен бірге күшейту ретінде пайдалануға бағытталған.
3. Ақылды және жауаптылық материалдар: Целлюлозаны ынталандырушы полимерлермен немесе молекулалары бар функционалдандыру, рН, температура, ылғалдылық немесе жарық сияқты сыртқы ынталандыруларға жауап беретін ақылды материалдарды жасауға мүмкіндік береді. Бұл материалдар есірткіні жеткізу, сенсор, адастыру және бақылау жүйелеріндегі қосымшаларды табады.
4. Беттің модификациясы: Нақты қосымшалар үшін целлюлозаның беткі қасиеттерін бетін өзгерту әдістері зерттелуде. Бетті егу, химиялық модификациялау және функционалды молекулалары бар жабыны гидрофобты, микробқа қарсы қасиеттері немесе адгезия сияқты қажетті функцияларды енгізуге мүмкіндік береді.
5. Жасыл қоспалар мен толтырғыштар: целлюлозаның туындылары синтетикалық және жаңартылмайтын материалдарды ауыстыру үшін түрлі салалардағы жасыл қоспалар мен толтырғыштар ретінде жиі қолданылады. Полимер композиттерінде целлюлоза негізіндегі толтырғыштар механикалық қасиеттерді жақсартады, салмақ азайтады және тұрақтылықты арттыруда. Олар сондай-ақ Реология модификаторлары, қоюландырғыштар, бояулар, жабындар, жабындар, адгейлер және жеке күтім өнімдері ретінде қолданылады.
6. Экологиялық қалпына келтіру: функционалды целлюлозалық материалдар қоршаған ортаны қорғауға, мысалы, суды тазарту, ластаушы заттар адсорбциясы және мұнай төгілуін тазарту үшін зерттеледі. Целлюлоза негізіндегі адсорбенттер мен мембраналар, ластанған су көздерінен ауыр металдарды, бояғыштарды және органикалық ластаушы заттарды кетіруге уәде етеді.
7. Энергияны сақтау және айырбастау: целлюлоза алынған материалдар энергияны сақтау және конверсиялық қосымшалар, соның ішінде суперкапакторлар, батареялар және жанармай жасушалары үшін барланған. Наноцеллюлоза негізіндегі электродтар, сепараторлар және электролиттер жоғары беттік аймақ, кеуектік және экологиялық тұрақтылық сияқты артықшылықтарды ұсынады.
8. Сандық және қоспалар өндірісі: функционалды целлюлоза материалдары 3D басып шығару және сиялы басып шығару сияқты цифрлық және қоспалар өндіріс техникаларында пайдаланылуда. Целлюлоза негізіндегі биоинкалар мен басып шығарылатын материалдар күрделі құрылымдар мен биомедициналық, электрондық және механикалық қосымшалары бар функционалды құрылғыларды жасауға мүмкіндік береді.

Функционалды целлюлоза бойынша зерттеулер ағымдық, биохомпипедивті емес және әртүрлі өрістер бойынша көп функциялы материалдарды іздеуге негізделген алға жылжуды жалғастыруда. Академия, өнеркәсіп және мемлекеттік органдар арасындағы ынтымақтастықты жалғастыру алдағы жылдары инновациялық целлюлоза негізіндегі өнімдер мен технологияларды дамытуды және коммерциализациялауды жеделдетеді деп күтілуде.