Напредак истраживања и перспективе функционалне целулозе

Истраживање функционалне целулозе остварило је значајан напредак последњих година, покренут растућом потражњом одрживим и обновљивим материјалима у различитим индустријама. Функционална целулоза се односи на деривате целулозе или модификоване целулозе са прилагођеним својствима и функционалностима изван њиховог родног облика. Ево неких кључних напретка истраживања и перспективе функционалне целулозе:

1. Биомедицинске примене: функционални деривати целулозе, као што су карбоксиметил целулоза (ЦМЦ), хидроксипропил целулоза (ХПЦ) и целулозне нанокристели (ЦНЦС), за различите биомедицинске апликације. Они укључују системе за доставу лека, ране прељеве, скеле за инжењеринг ткива и биосенсоре. Биокомпатибилност, биоразградња и подесива својства целулозе чине га атрактивним кандидатом за такве апликације.
2. Материјали на основу наноцелулоза: наноцелулоза, укључујући целулозне нанокристеле (ЦНЦС) и целулозне нанофибриле (ЦНФС), одвели су значајан интерес због њених изузетних механичких својстава, високог односа са високим аспектима и великом површином. Истраживање је фокусирано на употребу наноцелулозе као арматура у композитним материјалима, филмовима, мембранама и аерогелима за апликације у паковању, филтрирању, електроничкој и структуралним материјалима.
3. Паметни и одговорни материјали: функционализација целулозе са подстицајним полимерима или молекулама омогућава развој паметних материјала који реагују на спољне подражаје као што су пХ, температура, влажност или светлост. Ови материјали проналазе примене у системима испоруке лекова, сензора, активирања и контролисаним ослобађањем.
4. Модификација површине: технике модификације површине се истражују да прилагођавају површинску својства целулозе за одређене апликације. Претплата за површинско, хемијска модификација и премаз са функционалним молекулама омогућавају увођење жељених функционалности као што су хидрофобност, антимикробна својства или адхезија.
5. Зелени адитиви и пунила: Деривати целулозе све се више користе као зелени адитиви и пунила у разним индустријама за замену синтетичких и необновљивих материјала. У полимерним композицијама, пунила на бази целулозе побољшавају механичка својства, смањење тежине и побољшавају одрживост. Такође се користе као модификатори реологије, згушњивачи и стабилизатори у бојама, премазима, лепковима и производима за личну негу.
6. Санација заштите животне средине: Функционални целулозни материјали се истражују за апликације за санацију животне средине, попут пречишћавања воде, адсорпције загађивача и чишћење нафте. Адсорбенти на бази целулозе и мембране показују обећање за уклањање тешких метала, боја и органских загађивача из контаминираних извора воде.
7. Складиштење и конверзија Енергетска: Истражили су материјали из целинозе и примене за складиштење енергије и претворбе, укључујући суперкапацијачи, батерије и горивне ћелије. Електроде наноцелулозе, сепаратори и електролити нуде предности као што су висока површина, подесива порозност и одрживост животне средине.
8. Дигитална и додатна производња: функционални целулозни материјали се користе у дигиталним и додатним техникама производње, као што су 3Д штампарије и инкјет штампање. Биоинкс на бази целулозе и материјали за штампање омогућавају израду сложених структура и функционалних уређаја са биомедицинским, електронским и механичким апликацијама.

Истраживање функционалне целулозе и даље напредује, вођен потрагом за одрживим, биокомпатибилним и мултифункционалним материјалима широм разноликих поља. Очекује се да ће се наставити сарадња између академија, индустрије и владиних агенција убрзати развој и комерцијализацију иновативних производа и технологија на бази целулозе у наредним годинама.