Функционалдық целлюлозаның зерттеу барысы және болашағы

Функционалдық целлюлоза бойынша зерттеулер соңғы жылдары әртүрлі салаларда тұрақты және жаңартылатын материалдарға сұраныстың өсуіне байланысты айтарлықтай прогреске қол жеткізді. Функционалды целлюлоза целлюлоза туындыларына немесе олардың табиғи түрінен тыс бейімделген қасиеттері мен функциялары бар модификацияланған целлюлозаға жатады. Функционалдық целлюлозаны зерттеудің кейбір негізгі жетістіктері мен перспективалары:

1. Биомедициналық қолданбалар: Карбоксиметил целлюлоза (CMC), гидроксипропил целлюлоза (HPC) және целлюлоза нанокристалдары (CNCs) сияқты функционалдық целлюлоза туындылары әртүрлі биомедициналық қолданбалар үшін зерттелуде. Оларға дәрі-дәрмек жеткізу жүйелері, жараны таңғыштар, тіндік инженерлік тіректер және биосенсорлар жатады. Целлюлозаның биоүйлесімділігі, биологиялық ыдырайтындығы және реттелетін қасиеттері оны осындай қолданбалар үшін тартымды кандидат етеді.
2. Наноцеллюлоза негізіндегі материалдар: целлюлоза нанокристалдары (CNCs) және целлюлоза нанофибрилдері (CNFs) қоса алғанда, наноцеллюлоза ерекше механикалық қасиеттеріне, жоғары арақатынасына және үлкен бетінің ауданына байланысты үлкен қызығушылық тудырды. Зерттеулер наноцеллюлозаны композициялық материалдарда, пленкаларда, мембраналарда және аэрогельдерде арматура ретінде орау, сүзу, электроника және құрылымдық материалдарда қолдану үшін пайдалануға бағытталған.
3. Ақылды және жауап беретін материалдар: Целлюлозаны ынталандыруға жауап беретін полимерлер немесе молекулалармен функционалдық функционалдық рН, температура, ылғалдылық немесе жарық сияқты сыртқы ынталандыруға жауап беретін смарт материалдарды жасауға мүмкіндік береді. Бұл материалдар дәрілік заттарды жеткізу, сезу, іске қосу және басқарылатын босату жүйелерінде қолданбаларды табады.
4. Беттік модификация: Целлюлозаның беткі қасиеттерін арнайы қолданбаларға бейімдеу үшін бетті модификациялау әдістері зерттелуде. Беттік егу, химиялық модификация және функционалдық молекулалармен қаптау гидрофобтылық, микробқа қарсы қасиеттер немесе адгезия сияқты қажетті функцияларды енгізуге мүмкіндік береді.
5. Жасыл қоспалар мен толтырғыштар: Целлюлоза туындылары синтетикалық және қалпына келмейтін материалдарды ауыстыру үшін әртүрлі салаларда жасыл қоспалар мен толтырғыштар ретінде жиі қолданылады. Полимерлі композиттерде целлюлоза негізіндегі толтырғыштар механикалық қасиеттерді жақсартады, салмақты азайтады және тұрақтылықты арттырады. Олар сондай-ақ бояуларда, жабындарда, желімдерде және жеке күтім құралдарында реологиялық модификаторлар, қоюлатқыштар және тұрақтандырғыштар ретінде қолданылады.
6. Қоршаған ортаны қалпына келтіру: Функционалды целлюлоза материалдары суды тазарту, ластаушы заттарды адсорбциялау және мұнай төгінділерін тазарту сияқты қоршаған ортаны қалпына келтіру үшін зерттелуде. Целлюлоза негізіндегі адсорбенттер мен мембраналар ауыр металдарды, бояғыштарды және ластанған су көздерінен органикалық ластаушы заттарды кетіруге уәде береді.
7. Энергияны сақтау және түрлендіру: Целлюлозадан алынған материалдар суперконденсаторларды, батареяларды және отын элементтерін қоса алғанда, энергияны сақтау және түрлендіру қолданбалары үшін зерттеледі. Наноцеллюлоза негізіндегі электродтар, сепараторлар және электролиттер бетінің жоғары ауданы, реттелетін кеуектілік және экологиялық тұрақтылық сияқты артықшылықтарды ұсынады.
8. Цифрлық және аддитивті өндіріс: функционалды целлюлоза материалдары 3D басып шығару және сия бүріккіш басып шығару сияқты цифрлық және аддитивті өндіріс техникасында қолданылады. Целлюлоза негізіндегі биосырлар мен басып шығарылатын материалдар биомедициналық, электронды және механикалық қолданбалы күрделі құрылымдар мен функционалдық құрылғыларды жасауға мүмкіндік береді.

Функционалдық целлюлоза бойынша зерттеулер әртүрлі салаларда тұрақты, биоүйлесімді және көп функциялы материалдарды іздеуге негізделген ілгерілеуді жалғастыруда. Академия, өнеркәсіп және мемлекеттік органдар арасындағы үздіксіз ынтымақтастық алдағы жылдарда целлюлоза негізіндегі инновациялық өнімдер мен технологияларды әзірлеуді және коммерцияландыруды жеделдетеді деп күтілуде.