Celuloze, kas ir viena no visbagātākajiem organiskajiem savienojumiem uz Zemes, kalpo kā stūrakmens dažādos rūpnieciskos, komerciālos un zinātniskos lietojumos, pateicoties tās unikālajām īpašībām. Galvenokārt no augu šūnu sienām, celuloze ir polisaharīds, kas sastāv no glikozes vienībām, kas savienotas kopā, padarot to par sarežģītu ogļhidrātu. Tā ievērojamā daudzpusība, bioloģiskā noārdīšanās un pārpilnība ir izraisījuši daudzus lietojumprogrammas dažādās jomās. 、
Tradicionālās lietojumprogrammas:
Papīra un kartona ražošana:
Celulozes šķiedras ir papīra un kartona ražošanas pamatkomponents.
Celulozes mīkstums, kas iegūts no koka, kokvilnas vai pārstrādāta papīra, tiek apstrādāts, lai izveidotu plašu papīra izstrādājumu klāstu, ieskaitot avīzes, žurnālus, iepakojuma materiālus un rakstīšanas virsmas.
Tekstilizstrādājumi un apģērbs:
Kokvilna, kas galvenokārt sastāv no celulozes šķiedrām, ir skavu tekstilmateriāli, ko izmanto apģērbu ražošanā.
Celulozes bāzes šķiedras, piemēram, Rayon, Modal un Lyocell, tiek ražotas, izmantojot ķīmiskos procesus, un atrod lietojumus apģērbā, mājas tekstilizstrādājumos un rūpnieciskos izstrādājumos.
Celtniecības materiāli:
Materiāli, kas balstīti uz celulozi, piemēram, koka un inženierijas izstrādāti koka izstrādājumi, piemēram, saplāksnis un orientēts virknes plate (OSB), ir neatņemami veidošanas, izolācijas un apdares veidošanai.
Pārtikas rūpniecība:
Celulozes atvasinājumi, piemēram, metilceluloze un karboksimetileluloze, kalpo kā sabiezētāji, stabilizatori un saurlūku līdzekļi pārtikas produktos.
No celulozes ekstrahēta uztura šķiedra veicina dažādu pārtikas priekšmetu tekstūru un uzturvērtību.
Farmaceitiskās vielas:
Celuloze tiek izmantota kā palīgviela farmaceitiskos formulējumos, nodrošinot saistīšanas, sadalīšanu un kontrolētas izdalīšanās īpašības tabletēs un kapsulās.
Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) un mikrokristāliskā celuloze ir izplatīti celulozes atvasinājumi, kas izmantoti farmaceitiskos lietojumos.
Jaunās lietojumprogrammas:
Bioloģiski savietojamas plēves un pārklājumi:
Celulozes nanokristāli (CNC) un celulozes nanofibrilas (CNF) ir nanomēroga celulozes daļiņas ar izcilu mehānisko izturību un barjeras īpašībām.
Šie nanocelulozes materiāli tiek izpētīti lietojumprogrammai bioloģiski noārdāmā iepakojumā, pārklājumus pārtikai un farmaceitiskiem līdzekļiem, kā arī brūču mērcēs.
3D drukāšana:
Celulozes pavedieni, kas iegūti no koka mīkstuma vai citiem celulozes avotiem, tiek izmantoti kā izejviela 3D drukāšanai.
Celulozes pavedienu bioloģiskā noārdīšanās, atjaunojamība un zemā toksicitāte padara tos pievilcīgus ilgtspējīgām ražošanas lietojumiem.
Enerģijas uzkrāšanas ierīces:
Materiāli, kas balstīti uz celulozi, tiek pētīti, lai tos izmantotu enerģijas uzkrāšanas ierīcēs, piemēram, superkondensatoros un baterijās.
No celulozes iegūtiem oglekļa materiāliem ir daudzsološas elektroķīmiskās īpašības, ieskaitot augstu virsmas laukumu, labu elektrisko vadītspēju un mehānisku noturību.
Biomedicīnas pielietojumi:
Reģeneratīvās medicīnas lietojumprogrammās audu inženierijā tiek izmantotas celulozes sastatnes.
Bioloģiski noārdāmi celulozes materiāli kalpo kā narkotiku piegādes nesēji, brūču sadzīšanas mērces un sastatnes šūnu kultūrai un audu reģenerācijai.
Ūdens apstrāde:
Ūdens attīrīšanai un notekūdeņu attīrīšanai tiek izmantoti uz celulozi balstīti adsorbenti.
Modificēti celulozes materiāli efektīvi no ūdens šķīdumiem no ūdens šķīdumiem noņem tādus piesārņotājus kā smagie metāli, krāsvielas un organiskie piesārņotāji.
Elektronika un optoelektronika:
Tiek pētītas caurspīdīgas vadītspējīgas plēves un substrāti, kas izgatavoti no celulozes nanokristāliem, lai to izmantotu elastīgā elektronikā un optoelektroniskajās ierīcēs.
Materiāli, kas balstīti uz celulozi, piedāvā tādas priekšrocības kā caurspīdīgums, elastība un ilgtspējība salīdzinājumā ar parastajiem elektroniskajiem materiāliem.
Nākotnes izredzes:
Bioplastika:
Bioplastmasai balstītai celulozei ir solījums kā ilgtspējīgas alternatīvas parastajai naftas bāzes plastmasai.
Notiek pūles, lai izstrādātu no celulozes iegūtiem polimēriem ar uzlabotām mehāniskām īpašībām, bioloģiski noārdāmību un apstrādes īpašībām, lai plaši izmantotu iepakojumu, patēriņa preces un automobiļu pielietojumu.
Gudri materiāli:
Funkcionalizēti celulozes materiāli tiek izstrādāti kā viedie materiāli ar reaģējošām īpašībām, ieskaitot stimulus reaģējošu zāļu izdalīšanos, pašdziedinošu spēju un vides uztveršanu.
Šiem uzlabotajiem celulozes materiāliem ir potenciāls pielietojums veselības aprūpē, robotikā un vides uzraudzībā.
Nanotehnoloģija:
Paredzams, ka turpmāki pētījumi par nanocelulozes materiāliem, ieskaitot celulozes nanokristālus un nanofibrilus, tiks atbloķēts jaunos lietojumos tādās jomās kā elektronika, fotonika un nanomedicīna.
Celulozes nanomateriālu integrācija ar citiem nanomēroga komponentiem var izraisīt jaunus hibrīdus materiālus ar pielāgotām īpašībām īpašām lietojumiem.
Aprites ekonomika:
Celulozes pārstrādes tehnoloģiju un biorafinēšanas procesu sasniegumi veicina apļveida ekonomikas attīstību uz celulozi balstītiem materiāliem.
Celulozes atjaunošanās un reģenerācijas slēgtās cilpas sistēmas piedāvā iespējas samazināt atkritumu daudzumu, samazināt ietekmi uz vidi un uzlabot resursu efektivitāti.
Celulozes nozīme pārsniedz tās tradicionālās lomas papīra veidošanā un tekstilizstrādājumos. Ar pastāvīgu pētījumu un inovāciju celulozi turpina iedvesmot jaunus lietojumprogrammas dažādās nozarēs, virzot ilgtspējību, funkcionalitāti un materiālu un produktu veiktspēju. Tā kā sabiedrība arvien vairāk prioritizē vides pārvaldību un resursu efektivitāti, celuloze joprojām ir vērtīgs un daudzpusīgs resurss pašreizējo un nākotnes problēmu risināšanai.
Pasta laiks: 28.-2024. Marks