Celulóza, jedna z najhojnejších organických zlúčenín na Zemi, slúži ako základný kameň v rôznych priemyselných, komerčných a vedeckých aplikáciách vďaka svojim jedinečným vlastnostiam. Cellulóza je odvodená predovšetkým z steny rastlinných buniek, je polysacharid zložený z glukózových jednotiek spojených dohromady, čo z neho robí komplexný uhľohydrát. Jeho pozoruhodná všestrannosť, biologicky odbúrateľnosť a hojnosť podnietili množstvo aplikácií v rôznych oblastiach. 、
Tradičné aplikácie:
Výroba papiera a papierovej dosky:
Celulózové vlákna sú základnou súčasťou výroby papiera a papierovej dosky.
Celulózová buničina odvodená z dreva, bavlny alebo recyklovaného papiera prechádza spracovaním, aby sa vytvorila široká škála papierových výrobkov vrátane novín, časopisov, obalových materiálov a písacích povrchov.
Textil a odevy:
Bavlna, primárne zložená z celulózových vlákien, je základný textilný materiál používaný pri výrobe odevov.
Vlákna založené na celulóze, ako sú Rayon, Modal a Lyocell, sa vyrábajú prostredníctvom chemických procesov a nájdu aplikácie v odevoch, domácich textíliách a priemyselných výrobkoch.
Stavebné materiály:
Materiály na báze celulózy, ako sú drevo a výrobky z dreva, ako je preglejka a orientovaná doska Strand (OSB), sú neoddeliteľnou súčasťou konštrukcie pre rámovanie, izoláciu a dokončenie.
Potravinársky priemysel:
Deriváty celulózy, ako je metylcelulóza a karboxymetylcelulóza, slúžia ako zahusťovovače, stabilizátory a objemové činidlá v potravinárskych výrobkoch.
Vlákna extrahovaná z celulózy prispieva k textúre a výživovej hodnote rôznych potravín.
Farmaceutiká:
Celulóza sa používa ako pomocník vo farmaceutických formuláciách, ktoré poskytujú vlastnosti väzby, dezintegrácie a kontrolovaného uvoľňovania v tabletách a kapsulách.
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) a mikrokryštalická celulóza sú bežné deriváty celulózy používané vo farmaceutických aplikáciách.
Vznikajúce aplikácie:
Biokompatibilné filmy a povlaky:
Nanokryštály celulózy (CNC) a celulózové nanofibrily (CNF) sú častice celulózy nanomateriálov s výnimočnou mechanickou silou a bariérovými vlastnosťami.
Tieto nanocelulózové materiály sa skúmajú z hľadiska aplikácií v biologicky odbúrateľnom obale, povlakoch pre potraviny a farmaceutiky a obväzy rany.
3D tlač:
Celulózové vlákna, odvodené z drevenej buničiny alebo iných zdrojov celulózy, sa používajú ako surovina pre 3D tlač.
Biologická odbúrateľnosť, obnoviteľnosť a nízka toxicita celulózových vlákien ich robia atraktívnymi pre trvalo udržateľné výrobné aplikácie.
Zariadenia na ukladanie energie:
Materiály na báze celulózy sa skúmajú na použitie v zariadeniach na ukladanie energie, ako sú superkondenzátory a batérie.
Uhlíkové materiály odvodené od celulózy vykazujú sľubné elektrochemické vlastnosti vrátane vysokej povrchovej plochy, dobrej elektrickej vodivosti a mechanickej robustnosti.
Biomedicínske aplikácie:
Lešenia celulózy sa používajú v tkanivovom inžinierstve pre aplikácie regeneratívnej medicíny.
Biologicky odbúrateľné materiály založené na celulóze slúžia ako nosiče dodávania liečiva, obväzy hojenia rán a lešenia pre bunkovú kultúru a regeneráciu tkanív.
Úprava vody:
Adsorbenty na báze celulózy sa používajú na čistenie vody a čistenie odpadových vôd.
Modifikované celulózové materiály účinne odstraňujú kontaminanty, ako sú ťažké kovy, farbivá a organické znečisťujúce látky z vodných roztokov prostredníctvom adsorpčných procesov.
Elektronika a optoelektronika:
Priehľadné vodivé filmy a substráty vyrobené z nanokryštálov celulózy sa skúmajú na použitie v flexibilnej elektronike a optoelektronických zariadeniach.
Materiály založené na celulóze ponúkajú výhody, ako je transparentnosť, flexibilita a udržateľnosť v porovnaní s konvenčnými elektronickými materiálmi.
Budúce vyhliadky:
Bioplasty:
Bioplasty založené na celulóze sú sľubné ako udržateľné alternatívy k konvenčným plastom založeným na ropnej rope.
Prebiehajú úsilie o vývoj polymérov odvodených od celulózy so zlepšenými mechanickými vlastnosťami, biologicky odbúranosťou a charakteristikami spracovania pre rozsiahle používanie pri baleniach, spotrebiteľských tovaroch a automobilových aplikáciách.
Inteligentné materiály:
Funkcionalizované celulózové materiály sa vyvíjajú ako inteligentné materiály s responzívnymi vlastnosťami vrátane stimulov reagujúcich na uvoľňovanie liečiva, schopnosti samoliečenia a snímania životného prostredia.
Tieto pokročilé materiály založené na celulóze majú potenciálne aplikácie v oblasti zdravotnej starostlivosti, robotiky a monitorovania životného prostredia.
Nanotechnológia:
Očakáva sa, že pokračujúci výskum nanocelulózových materiálov vrátane nanokryštálov celulózy a nanofibríl odomkne nové aplikácie v oblastiach, ako sú elektronika, fotonika a nanomedicín.
Integrácia celulózových nanomateriálov s inými komponentmi nanomateriálov môže viesť k novým hybridným materiálom s prispôsobenými vlastnosťami pre konkrétne aplikácie.
Obehová ekonomika:
Pokroky v technológiách recyklácie celulózy a procesov biorefinery prispievajú k rozvoju obehovej ekonomiky pre materiály na báze celulózy.
Systémy s uzavretou slučkou na regeneráciu a regeneráciu celulózy ponúkajú príležitosti na minimalizáciu odpadu, zníženie vplyvu na životné prostredie a zvýšenie účinnosti zdrojov.
Význam celulózy siaha ďaleko za svoje tradičné úlohy v papieri a textíliách. Vďaka prebiehajúcemu výskumu a inováciám celulóza naďalej inšpiruje nové aplikácie v rôznych odvetviach, čo vedie k udržateľnosti, funkčnosti a výkonnosti v materiáloch a výrobkoch. Keďže spoločnosť čoraz viac uprednostňuje environmentálne riadenie a efektívnosť zdrojov, celulóza zostáva cenným a všestranným zdrojom na riešenie súčasných a budúcich výziev.
Čas príspevku: marca-28-2024