Celuloza, jedna z najliczniejszych związków organicznych na Ziemi, służy jako kamień węgielny w różnych zastosowaniach przemysłowych, komercyjnych i naukowych ze względu na jej unikalne właściwości. Wyprowadzona głównie ze ścian komórkowych roślin, celuloza jest polisacharydem złożonym z jednostek glukozy związanych ze sobą, czyniąc go złożonym węglowodanem. Jego niezwykła wszechstronność, biodegradowalność i obfitość pobudziły wiele zastosowań na różnych dziedzinach. 、
Tradycyjne aplikacje:
Produkcja papieru i tektury:
Włókna celulozy są podstawowym elementem produkcji papieru i tektury.
Pulpa celulozy pochodząca z papieru drewna, bawełny lub recyklingu przetwarza przetwarzanie w celu stworzenia szerokiej gamy produktów papierowych, w tym gazet, czasopism, materiałów opakowaniowych i powierzchni pisania.
Tekstylia i odzież:
Bawełna, złożona głównie z włókien celulozowych, jest zszywkiem materiału tekstylnego stosowanego w produkcji odzieży.
Włókna na bazie celulozy, takie jak Rayon, Modal i LyoCell, są wytwarzane w procesach chemicznych i znajdują zastosowania w odzieży, tekstyliach domowych i produktach przemysłowych.
Materiały budowlane:
Materiały oparte na celulozie, takie jak drewno i inżynierowane produkty drewna, takie jak płyta ze sklejki i zorientowanej nici (OSB), są integralne w budownictwie do kadrowania, izolacji i wykończenia.
Przemysł spożywczy:
Pochodne celulozy, takie jak metyloceluloza i karboksymetyloceluloza, służą jako zagęszczacze, stabilizatory i środki łączące w produktach spożywczych.
Włókno dietetyczne ekstrahowane z celulozy przyczynia się do tekstury i wartości odżywczej różnych artykułów spożywczych.
Pharmaceuticals:
Celluloza jest stosowana jako substancja substancji w preparatach farmaceutycznych, zapewniając wiązanie, rozpad i kontrolowane właściwości uwalniania w tabletkach i kapsułkach.
Hydroksypropylo -metyloceluloza (HPMC) i celuloza mikrokrystaliczna są powszechnymi pochodnymi celulozowymi stosowanymi w zastosowaniach farmaceutycznych.
Pojawiające się aplikacje:
Biokompatybilne filmy i powłoki:
Nanokryształy celulozowe (CNC) i nanofibryle celulozy (CNF) to nanoskalowe cząsteczki celulozy o wyjątkowej wytrzymałości mechanicznej i właściwościach barierowych.
Te materiały nanocelozowe są badane do zastosowań w opakowaniach biodegradowalnych, powłokach do żywności i farmaceutyków oraz opatrunkach na rany.
Drukowanie 3D:
Włókna celulozy, pochodzące z pulpy drzewnej lub innych źródeł celulozy, są wykorzystywane jako surowiec do drukowania 3D.
Biodegradowalność, odnawialność i niska toksyczność włókien celulozowych sprawiają, że są atrakcyjne dla zrównoważonych zastosowań produkcyjnych.
Urządzenia do magazynowania energii:
Materiały oparte na celulozie są badane pod kątem stosowania w urządzeniach magazynowych energii, takich jak superkapacytory i akumulatory.
Materiały węglowe pochodzące z celulozy wykazują obiecujące właściwości elektrochemiczne, w tym wysoką powierzchnię, dobrą przewodność elektryczną i wytrzymałość mechaniczną.
Zastosowania biomedyczne:
Rusztowania celulozowe są wykorzystywane w inżynierii tkankowej do zastosowań medycyny regeneracyjnej.
Biodegradowalne materiały oparte na celulozie służą jako nosiciele dostarczania leków, opatrunki na leczenie ran i rusztowania do hodowli komórkowej i regeneracji tkanek.
Obróbka wody:
Adsorbenty oparte na celulozie są stosowane do oczyszczania wody i oczyszczania ścieków.
Zmodyfikowane materiały celulozowe skutecznie usuwają zanieczyszczenia, takie jak metale ciężkie, barwniki i zanieczyszczenia organiczne z roztworów wodnych poprzez procesy adsorpcji.
Elektronika i optoelektronika:
Przezroczyste filmy przewodzące i podłoża wykonane z nanokryształów celulozowych są badane do stosowania w elastycznej elektronice i urządzeniach optoelektronicznych.
Materiały oparte na celulozie oferują zalety, takie jak przejrzystość, elastyczność i zrównoważony rozwój w porównaniu z konwencjonalnymi materiałami elektronicznymi.
Przyszłe perspektywy:
Bioplastics:
Bioplastyki oparte na celulozie obiecują zrównoważone alternatywy dla konwencjonalnych tworzyw sztucznych naftowych.
Trwają wysiłki w celu opracowania polimerów pochodzących z celulozy o ulepszonych właściwościach mechanicznych, biodegradowalności i charakterystyce przetwarzania do powszechnego wykorzystania w opakowaniach, towarach konsumpcyjnych i aplikacjach motoryzacyjnych.
Materiały inteligentne:
Funkcjonalizowane materiały celulozowe są opracowywane jako inteligentne materiały o responsywnych właściwościach, w tym reagujące na bodźce uwalnianie leku, zdolności samoleczenia i wykrywanie środowiska.
Te zaawansowane materiały na bazie celulozy mają potencjalne zastosowania w służbie zdrowia, robotyce i monitorowaniu środowiska.
Nanotechnologia:
Oczekuje się, że dalsze badania nad materiałami nanocelulozowymi, w tym nanokryształy celulozowe i nanofibryle, odblokują nowe zastosowania w takich dziedzinach, jak elektronika, fotonika i nanomedycyna.
Integracja nanomateriałów celulozowych z innymi składnikami nanoskali może prowadzić do nowych materiałów hybrydowych o dopasowanych właściwościach dla określonych zastosowań.
Gospodarka o obiegu:
Postępy w technologiach recyklingu celulozy i procesów biorefinerii przyczyniają się do rozwoju gospodarki o obiegu obiektów o obiegu obiektów na bazie celulozy.
Systemy zamkniętej pętli do odzyskiwania i regeneracji celulozy oferują możliwości zminimalizowania odpadów, zmniejszenia wpływu na środowisko i zwiększenia wydajności zasobów.
Znaczenie celulozy wykracza daleko poza tradycyjne role w tworzeniu papieru i tekstyliów. Dzięki ciągłym badaniom i innowacjom celuloza nadal inspiruje nowe zastosowania w różnych branżach, napędzając zrównoważony rozwój, funkcjonalność i wydajność materiałów i produktów. Ponieważ społeczeństwo coraz bardziej priorytetowo traktuje zarządzanie środowiskowo i wydajność zasobów, celuloza pozostaje cennym i wszechstronnym zasobem do rozwiązywania obecnych i przyszłych wyzwań.
Czas po: 28-2024