Cellulosa est polysaccharida complexa composita ex multis glutinatis unitatibus glycosidicis β-1,4-glycosidicis connexis. Est principale elementum parietum cellularum plantarum et dat parietibus cellulas plantas firmas structurae firmas et duritias. Ob longam cellulosam catenam hypotheticam et crystallinitatem altam, firmissimam firmitatem et insolubitudinem habet.
(1) Proprietates cellulosae et difficultas in solutione
Cellulosum habet sequentia proprietates difficilem solutionem;
Princeps crystallinitas: Cellulosae hypotheticae catenae obliquas structuram strictam per vincula hydrogenii et van der Waals formant.
Gradus polymerizationis: Gradus polymerizationis (id est longitudo catenae molecularis) cellulosi altus est, plerumque a centenis usque ad mille unitates glucose vagans, quae moleculi stabilitatem auget.
Vinculum retis hydrogenium: vincula Hydrogenia late inter se et intra cellulosos vincula hypotheticas adsunt, difficilem solvendis solvendis generalibus destrui et dissolvi.
(2) Reagentia quae cellulosam dissolvunt
In praesenti, notae regentes quae cellulosas efficaciter dissolvere possunt maxime sequentes categorias comprehendunt;
1. Ionic Liquids
Liquores ionici sunt liquidi compositi ex cationibus organicis et anionibus organicis vel inorganicis, plerumque humilibus volatilibus, altae stabilitatis scelerisque et magnae adaptabilitatis. Aliqui liquores ionicos cellulosos dissolvere possunt, et principale mechanismum est vincula hydrogenii inter cellulosos catenulas hypotheticas dissolvere. Communia ionica liquores cellulosos dissolventes includunt:
1-Butyl-3-methylimidazolium chloridum ([BMIM]Cl): Hic liquor ionicus cellulosum dissolvit inter se cum vinculis hydrogenii in celluloso per vinculum acceptorum hydrogenii solvens.
1-Ethyl-3-methylimidazolium acetatis ([EMIM][Ac]) : Hic liquor ionicus potest dissolvere concentrationes altos cellulosos sub conditionibus relative lenis.
2. Amine oxidant solution
Amine solutionis oxidantis qualis est solutio mixta diethylamini et chloridi aeris, vocatur solutio [Cu(II)-ammonium], quae est fortis ratio solvendi quae cellulosam dissolvere potest. Crystal structuram cellulosam per oxidationem et compagem hydrogenii destruit, cellulosam facit catenam hypotheticam molliorem et solubilem.
3. Lithium chloride-dimethylacetamideum (LiCl-DMAc)
LiCl-DMAc (lithium chloride-dimethylacetamideum) ratio una est e methodis classicis cellulosis solvendis. LiCl aemulationem pro vinculo hydrogenii formare possunt, inde retis hydrogenii ligaminis inter moleculas cellulosos destruentes, dum DMAc solvendo bene cum catella cellulosa hypothetica inter se cohaerere possunt.
4. Acidum hydrochloricum / solution chloridum cadmiae
Solutio acidum hydrochloricum / chloridum zinci primum repertum est gerens quod cellulosum dissolvere potest. Cellulosum dissolvere potest effectum coordinationis inter zincum chloridum et cellulosum catenis hypotheticis et acidum hydrochloricum destruendo consectetuer vincula inter moleculas cellulosas destruendo. Sed haec solutio valde mordax est cum instrumento et limitatur in applicationibus practicis.
5. Fibrinolytic enzymes
Enzymes fibrinolyticae (quales cellulas) cellulosas dissolvunt, catalysis compositione cellulosae in oligosaccharides et monosaccharides minores. Haec methodus amplis applicationibus in campis biodegradationis et conversionis biomatis habet, quamvis eius processus dissolutio non omnino chymica dissolutio sit, sed per biocatalysin obtinetur.
(3) Mechanismus cellulosae dissolutionis
Variae regentes variae machinae ad cellulosos dissolvendos habent, sed generatim duabus mechanismis principalibus attribui possunt;
Destructio vinculorum hydrogenii: solvens vincula hydrogenii inter cellulosos catenulas hypotheticas per formationem vinculi competitive formationis vel ionicae conversationis, solutum faciens.
Relaxatio catenae hypotheticae: Mollities cellulosarum catenis hypotheticis augens et crystallinitatem catenis hypotheticis per media physica vel chemica reducens, ita ut in menstrua dissolvi queant.
(4) Applicationes practicae solutionis cellulosae
Cellulosa dissolutio magnas applicationes in multis agris habet;
Praeparatio derivationum cellulosarum: Post cellulosam dissolutionem, adhuc magis chemica modificari potest ut aethereos cellulosos, esteros cellulosos et alia derivata, quae late in cibo, medicina, fucis aliisque agris utuntur.
Materiae cellulosae fundatae: Usura cellulosa dissoluta, nanofibers cellulosa, membranae cellulosae aliaeque materiae praeparari possunt. Hae materiae bonae proprietates mechanicas et biocompatibilitatem habent.
Energia biomass: Dissolvendo et turpi celluloso, converti potest in saccharos fermentabiles ad productionem biofuels sicut bioethanol, quod adiuvat ad progressionem et usum renovationis energiae consequendam.
Disolutio cellulosa est processus multiplex machinationes chemicae et physicae implicantes. Liquores ionici, solutiones amino oxidantes, systemata LiCl-DMAc, solutiones hydrochlorici/zinci chloridi et enzymes cellolytici nunc noti sunt actores efficaces ad cellulosos dissolvendos. Uniuscuiusque agentis suam habet machinam et applicationem campi dissolutionis unicae. Cum profundiore studio mechanismi cellulosae dissolutionis, credendum est magis efficaces et environmentally- amicabiliter dissolutionis methodi augeri, plura possibilitates ad cellulosam utendam et progressionem comparandam.
Post tempus: Iul-09-2024