Целюлоза, одна з найпоширеніших органічних сполук на Землі, служить наріжним каменем у різних промислових, комерційних та наукових додатках завдяки своїм унікальним властивостям. Отримана насамперед із рослинних клітинних стінок, целюлоза - це полісахарид, що складається з глюкозних одиниць, пов'язаних між собою, що робить його складним вуглеводом. Його неабияка універсальність, біодеградність та достаток спонукали безліч застосувань у різноманітних полях. 、
Традиційні програми:
Виробництво паперу та паперу:
Целюлозні волокна є основною складовою виробництва паперу та паперу.
Целюлозна целюлова, отримана з паперу з дерева, бавовни або переробки, зазнає обробки, щоб створити широкий спектр паперових продуктів, включаючи газети, журнали, пакувальні матеріали та письмові поверхні.
Текстиль та одяг:
Бавовна, в основному, що складається з целюлозних волокон, є основним текстильним матеріалом, що використовується у виробництві одягу.
Волокна на основі целюлози, такі як Rayon, Modal та Lyocell, виготовляються за допомогою хімічних процесів та знаходять додатки в одязі, домашньому текстилі та промислових продуктах.
Будівельні матеріали:
Матеріали на основі целюлози, такі як дерев’яні та інженерні вироби з дерева, такі як фанера та орієнтована нитка (OSB), є невід'ємними у будівництві для обрамлення, ізоляції та обробки.
Харчова промисловість:
Похідні целюлози, такі як метилцелюлоза та карбоксиметил целюлоза, служать загусниками, стабілізаторами та ключами в харчових продуктах.
Дієтичне волокно, витягнуте з целюлози, сприяє текстурі та харчовій цінності різних харчових продуктів.
Фармацевтичні препарати:
Целюлоза використовується як допоміжний засіб для фармацевтичних рецептур, забезпечуючи зв'язування, дезінтеграцію та контрольовані властивості вивільнення в таблетках та капсулах.
Гідроксипропіл метилцелюлоза (HPMC) та мікрокристалічна целюлоза - це звичайні похідні целюлози, що використовуються в фармацевтичних застосуванні.
Нові програми:
Біосумісні фільми та покриття:
Нанокристали целюлози (CNC) та нанофібрили целюлози (CNF) - це нанорозмірні частинки целюлози з винятковою механічною силою та властивостями бар'єру.
Ці наноцелюлозні матеріали досліджуються для застосувань у біологічно розкладається упаковці, покриттів для харчових та фармацевтичних препаратів та заправок для ран.
3D -друк:
Целюлозні нитки, отримані з деревної м’якоті або інших джерел целюлози, використовуються як сировина для 3D -друку.
Біодеградність, відновлюваність та низька токсичність нитків целюлози роблять їх привабливими для сталого виробничого застосування.
Пристрої для зберігання енергії:
Матеріали на основі целюлози досліджуються для використання в пристроях для зберігання енергії, таких як суперконденсатори та батареї.
Вуглецеві матеріали, отримані з целюлозою, виявляють перспективні електрохімічні властивості, включаючи високу площу поверхні, хорошу електропровідність та механічну стійкість.
БІОМедичні програми:
Скрафи целюлози використовуються в тканинній інженерії для застосування регенеративної медицини.
Матеріали на основі біологічно розкладаної целюлози служать носіями доставки наркотиків, заправками для загоєння ран та риштуванням культури клітин та регенерації тканин.
Очищення води:
Адсорбенти на основі целюлози використовуються для очищення води та очищення стічних вод.
Модифіковані целюлозні матеріали ефективно видаляють забруднення, такі як важкі метали, барвники та органічні забруднювачі з водних розчинів за допомогою адсорбційних процесів.
Електроніка та оптоелектроніка:
Прозорі провідні плівки та субстрати, виготовлені з нанокристалів целюлози, досліджуються для використання в гнучких електроніках та оптоелектронних пристроях.
Матеріали на основі целюлози пропонують такі переваги, як прозорість, гнучкість та стійкість порівняно зі звичайними електронними матеріалами.
Майбутні перспективи:
Біопластики:
Біопластики на основі целюлози обіцяють як стійкі альтернативи звичайній пластмасі на основі нафти.
Докладаються зусилля щодо розробки полімерів, отриманих целюлозою, з вдосконаленими механічними властивостями, біодеградовністю та характеристиками обробки для широкого використання в упаковці, споживчих товарах та автомобільних додатках.
Розумні матеріали:
Функціоналізовані целюлозні матеріали розробляються як розумні матеріали з чуйними властивостями, включаючи вивільнення наркотиків, що реагують на стимули, можливості самолікування та екологічне зондування.
Ці вдосконалені матеріали на основі целюлози мають потенційне застосування в галузі охорони здоров'я, робототехніки та моніторингу навколишнього середовища.
Нанотехнологія:
Постійне дослідження наноцелюлозних матеріалів, включаючи целюлозні нанокристали та нанофібрили, очікується, що розблокують нові програми в таких полях, як електроніка, фотоніка та наномедицина.
Інтеграція наноматеріалів целюлози з іншими нанорозмірними компонентами може призвести до нових гібридних матеріалів з індивідуальними властивостями для конкретних застосувань.
Кругова економіка:
Удосконалення технологій переробки целюлози та процесів біорефінтерії сприяють розвитку кругової економіки для матеріалів на основі целюлози.
Системи із закритим циклом для відновлення і регенерації целюлози пропонують можливості мінімізувати відходи, зменшити вплив на навколишнє середовище та підвищити ефективність ресурсів.
Значення целюлози виходить далеко за рамки традиційних ролей у виробництві паперу та текстилю. Завдяки постійним дослідженням та інноваціям, целюлоза продовжує надихати нові програми в різних галузях, сприяючи стійкості, функціональності та продуктивності матеріалів та продуктів. Оскільки суспільство все частіше надає пріоритет екологічному управлінню та ефективності ресурсів, целюлоза залишається цінним та універсальним ресурсом для вирішення нинішніх та майбутніх проблем.
Час посади: 28-2024 рр.