Прогрес дослідження та перспективи функціональної целюлози

Дослідження функціональної целюлози в останні роки досягли значного прогресу, зумовлених зростаючим попитом на стійкі та відновлювані матеріали в різних галузях. Функціональна целюлоза відноситься до похідних целюлози або модифікованої целюлози з індивідуальними властивостями та функціональними можливостями поза їх рідною формою. Ось кілька ключових досліджень та перспектив функціональної целюлози:

1. Біомедичні застосування: функціональні похідні целюлози, такі як карбоксиметил целюлоза (CMC), гідроксипропіл целюлоза (HPC) та целюлозні нанокристали (ЧПУ), досліджуються для різних біомедичних застосувань. Сюди входять системи доставки наркотиків, заправки для ран, тканинні інженерні риштування та біосенсори. Біосумісність, біодеградність та регульовані властивості целюлози роблять її привабливим кандидатом для таких застосувань.
2. Матеріали на основі наноцелюлози: наноцелюлоза, включаючи целюлозні нанокристали (CNC) та нанофібрили целюлози (CNF), викликали значний інтерес завдяки його винятковим механічним властивостям, високому співвідношенню сторін та великій площі поверхні. Дослідження орієнтовані на використання наноцелюлози як підкріплення в композитних матеріалах, плівках, мембранах та аерогелях для застосування у упаковці, фільтрації, електроніці та структурних матеріалів.
3. Розумні та чуйні матеріали: функціоналізація целюлози за допомогою подразників, що реагують на стимули, або молекули дозволяють розробити розумні матеріали, які реагують на зовнішні подразники, такі як рН, температура, вологість або світло. Ці матеріали знаходять застосування в системах доставки, зондування, зондування, приводу та контрольованих випусків.
4. Модифікація поверхні: досліджуються методи модифікації поверхні, щоб адаптувати поверхневі властивості целюлози для конкретних застосувань. Поверхневе прищеплення, хімічна модифікація та покриття функціональними молекулами дозволяють вводити бажані функціональні можливості, такі як гідрофобність, антимікробні властивості або адгезія.
5. Зелені добавки та наповнювачі: похідні целюлози все частіше використовуються як зелені добавки та наповнювачі в різних галузях для заміни синтетичних та невідновлюваних матеріалів. У полімерних композитах наповнювачі на основі целюлози покращують механічні властивості, зменшують вагу та підвищують стійкість. Вони також використовуються як модифікатори реології, потовщення та стабілізатори в фарбах, покритті, клеї та засобах особистої гігієни.
6. Реконструкція навколишнього середовища: Функціональні целюлозні матеріали досліджуються для застосування навколишнього середовища, таких як очищення води, адсорбція забруднюючих речовин та очищення нафти. Адсорбенти та мембрани на основі целюлози демонструють обіцянку для видалення важких металів, барвників та органічних забруднюючих речовин із забруднених джерел води.
7. Зберігання енергії та перетворення: Матеріали, отримані з целюлози, досліджуються для застосування енергії та конверсії, включаючи суперконденсатори, акумулятори та паливні елементи. Електроди, сепаратори та електроліти на основі наноцелюлози пропонують такі переваги, як висока площа поверхні, регульна пористість та екологічна стійкість.
8. Цифрове та адитивне виробництво: функціональні целюлозні матеріали використовуються в цифрових та добавках виробничих методик, таких як 3D -друк та струменевий друк. Біоінки на основі целюлози та матеріали для друку дозволяють виготовити складні структури та функціональні пристрої з біомедичними, електронними та механічними застосуваннями.

Дослідження функціональної целюлози продовжує просуватися, керуючись прагненням до стійких, біосумісних та багатофункціональних матеріалів у різних полях. Постійна співпраця між науковими, промисловими та державними установами, як очікується, прискорить розвиток та комерціалізацію інноваційних продуктів та технологій на основі целюлози в найближчі роки.