Name: Grüne und Low-Cost-Produktion von thermisch stabil und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle und Nanofibrillen Mit Recycelbares Dicarbonsäuren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 25 s
Description: Erfahren Sie die nachhaltige Produktion von carboxylierten, thermisch stabilen Cellulose-Nanokristallen und Nanofibrillen mit recycelbaren Dicarbonsäuren. Diese Methode ermöglicht eine umweltfreundliche Herstellung hochstabiler Nanomaterialien für Biomaterialien und Nanotechnologie.

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Diese Arbeit wurde durchgeführt, während Bian, Chen und Wang Ph.D. waren zu Besuch Studenten an der US Forest Service, Forest Products Laboratory (FPL), Madison, WI, und auf offiziellen Regierungszeit von Zhu. Diese Arbeit wurde teilweise durch die USDA Landwirtschaft und Ernährung Research Initiative (AFRI) Competitive Grant (Nr 2011-67009-20056), der chinesischen Staatlichen Forstverwaltung (Projekt Nr 2015-4-54), der National Natural Science Foundation unterstützt von China (Projekt-Nr 31470599), Guangzhou Elite Project of China und China Scholarship Fund. Die Finanzierung aus diesen Programmen die Besuchstermine von Bian, Chen und Wang bei FPL möglich.

HINWEIS: gebleichtem Eukalyptus-Kraft-Zellstoff (BEP) und rohen gemischten Hartholz-Kraftzellstoff (UMHP) Fasern, die aus kommerziellen Quellen wurden als Rohstoff verwendet für CNC und CNF produzieren. Kommerzielle Maleinsäuren erworben wurden für die Hydrolyse verwendet. Hydrolysebedingungen waren Säurekonzentrationen von 60 Gew% bei 100 ° C für 60 min und 120 ° C (kein Sieden bei Atmosphärendruck) für 120 min, für BEP und UMHP, respectively. 1. Herstellung von Concentrated Dicarbonsäurelösung <ol><li> Wärme 40 ml entionisiertes (DI) Wasser in einem Kolben mit mehreren Hals in einem flüssigen Glycerinbad auf einer Heizplatte auf etwa 85 ° C. </li><li> In 60 g wasserfreie Maleinsäure in den Kolben eine 60% ige Lösung unter magnetischem Rühren zu machen. Verwendung der Dichten der Säurelösungen zuvor 15 gemeldet, die Berechnung der erforderlichen Menge an Wasser und Säure für die Herstellung der Säurelösung bei der angegebenen Massenkonzentration. </li><li> Die Lösung wird auf die degezeugt Hydrolysetemperatur von 100 oder 120 ° C (kein Sieden aufgrund hoher Konzentrationen dicarbonsäure). </li></ol> 2. Hydrolysereaktion <ol><li> Sobald die Säurelösung bei einer Temperatur ist, mit 10 g ofengetrockneten (OD) von BEP oder UMHP Fasern in 80 ml Dicarbonsäurelösung (1.1) unter kontinuierlichem Rühren. <ol><li> Nehmen eines Aliquots der Säurehydrolysat (ca. 2 mL) am Ende der vorbestimmten Reaktionszeit von 60 min vor der Hydrolyse beendet durch Zugabe von 160 ml 80 ° C DI-Wasser. </li></ol></li><li> Verdünne 0,5 mL des abgetasteten Hydrolysat für Zucker und Säurekonzentration analysiert. 15 Beachten Sie die verbleibende Hydrolysat Probe für die Kristallisation stattfindet , während gurren auf Raumtemperatur. </li><li> Trennung des Hydrolysats aus dem hydrolysierten Pulpe durch Vakuumfiltration ein Filterpapier in einem Büchner-Trichter. ANMERKUNG: Diese Trennung muss sehr schnell erfolgen, bevor die Temperatur sinkt und die Säureginnt aus der Lösung zu kristallisieren. Aufgrund der hohen Ionenstärke aus der Säurelösung, das Agglomerat in Hydrolyse erzeugt der CNC und mit den FCSR Residuen bleiben. Ungefähr 80-90% der Säure wird mit dem Filtrat entfernt werden. </li></ol> 3. CNC-Trennung <ol><li> Waschen Sie die gefilterten Feststoffe aus dem Abschnitt 2 DI Wasser und verdünnt mit VE-Wasser auf etwa 1% Gesamtfeststoffe. Zentrifuge das Filtrat bei 11.960 × g für 10 min. </li><li> Dekantieren aus den Überstand. Wiederholen Sie den Wasch- und Filtrationsverfahren unter Verwendung von frischem DI-Wasser, bis der Überstand trüb ist. Die Trübung zeigt an, dass die Ionenstärke der Lösung genug gefallen ist, damit die CNC zu zerstreuen und kolloidalem zu werden beginnen. </li><li> Mischen Sie die trübe Überstand mit der gefestigten hydrolysierte Zellstoff (2.3). Dialysieren der Mischung in einem Dialyseschlauch (MWCO 14 kDa) unter Verwendung von entionisiertem Wasser, bis die Leitfähigkeit der Flüssigkeit deionisiertes Wasser nähert sich das. Messen Sie die Leitfähigkeit mit einem Leitfähigkeitsmessgerät. </li><li> Zentrifuge die dialysierte Probe bei 3.500 xg für 10 min eine CNC-Dispersion in der wässrigen Phase zu erhalten. Behalten Sie den Niederschlag Phase, dh FCSR, für CNF - Produktion. </li><li> Bestimmen Sie CNC - Ausbeute aus der gemessenen Menge der CNC in der Dispersion einen CSB - Verfahren unter Verwendung von zuvor beschriebenen 3, 18. </li></ol> 4. CNF Produktion <ol><li> Bestimmen Sie die Ausbeute an gefälltem FCSR durch gravimetrische Messungen nach der CNC-Dispersion zu trennen. Trocknen Sie die FCSR bei 105 ° C und messen Sie den Ofen Trockengewicht des FCSR bezogen auf die anfängliche Ofentrockengewicht von BEP oder UMHP Fasern verwendet. </li><li> fibrillate Mechanisch die FCSR bei Fasersuspension von 0,5% durch nacheinander die Suspension 3 mal durch ein 200 &amp; mgr; m Öffnung Kammer, die durch 2 mal durch eine 87 &amp; mgr; m Öffnung Kammer, die alle bei 100 MPa gefolgt vorbei. </li></ol> 5. Rasterkraftmikroskopie (AFM) Imaging <ol><li> Beschallen etwa 0,01 Gew% CNC oder CNF suspensions für 2 min. Abzuscheiden einen Tropfen der dispergierten Suspension auf einem Glimmersubstrat. Der Luft trocknen die abgeschiedene Suspension bei Umgebungstemperatur. </li><li> Nehmen Sie AFM-Aufnahmen der luftgetrockneten CNCs und CNF in vibrierenden Tapping Mode Protokoll des Herstellers verwendet wird. Analysieren Sie die AFM-Aufnahmen von ca. 100 einzelnen CNC-Steuerungen oder CNF kommerzielle Software mit Durchmesser und Längenverteilungen zu erhalten. </li></ol> 6. Fourier-Transformation Inferred (FTIR) Messungen <ol><li> Verwenden Sie einen kommerziellen FTIR-Spektrophotometer mit einem universellen abgeschwächte-Totalreflexion (ATR) Sonde die resultierenden CNC und CNF Proben zusammen mit dem Original BEP und UMHP Fasern zu analysieren Estergruppen zu identifizieren. </li><li> Notieren Sie sich die Absorptionsspektren der Proben in einem Wellenlängenbereich zwischen 450 - 4000 cm -1 mit einer Auflösung von 4 cm -1 und 4 Scans für jede Probe. </li></ol> 7. konduktometrische Titration <ol><li> Verwenden Sie konduktometrische Titration quantify der Carboxylgruppe Inhalt von Proben aus der Veresterung von Dicarbonsäure geführt. </li><li> In CNC oder CNF Suspension mit 50 mg (OD) von CNC-Steuerungen oder CNF in 120 ml 1 mM NaCl-Lösung. Daraufhin wird die Mischung von etwa 0,2 ml Zugabe von 2 mM NaOH-Lösung bei 30 s-Intervallen. </li><li> Messen Sie die Leitfähigkeit mit einem Leitfähigkeitsmessgerät. Finden Sie den Wendepunkt (der tiefste Punkt) auf der Leitfähigkeitskurve im Verlauf NaOH hinzuzufügen. </li><li> Berechne die Menge der Carboxylgruppen (mmol / L) auf der Basis der verbrauchten NaOH relativ zu dem Wendepunkt die folgende Gleichung verwendet , in der c die Konzentration der NaOH - Lösung (mol / L), V das Volumen an zugegebenem NaOH - Lösung (ml ), m die Masse von CNC - Steuerungen oder CNF in OD Gewicht (g). <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55079/55079eq1.jpg" /></li></ol> 8. CNC und CNF Thermische Stabilitätsbestimmung <ol><li> thermischer Abbau Messungen von t Verhaltener CNC und CNF Proben durch thermogravimetrische Analyse (TGA). </li><li> Spülen des Ofens einen hochreinen Stickstoffstrom bei 20 ml / min zu verhindern unerwünschte oxidative Zersetzung verwendet wird. Trocknen der Proben bei 50 ° C für 4 h vor dem Test. Verwenden Sie eine Probengröße von 5 mg in Trockengewicht. </li><li> Das Gewicht der Probe als die Ofentemperatur von Raumtemperatur bis 600 ° C bei einer Erwärmungsrate von 10 ° C / min erhöht wird. </li><li> Normalisieren der gemessenen Gewichtsverlust durch das Anfangsgewicht. </li><li> Führen Sie getrennte thermische Stabilitätstests von CNC und CNF-Proben in einem Ofen bei 105 ° C. Notieren Sie sich die Farbveränderung der Proben nach 4 und 24 h nach der konventionellen Fotografie. </li></ol> 9. X-ray Diffraction <ol><li> Press gefriergetrocknetem CNC oder CNF Proben bei 180 MPa Pellets zu machen, wie zuvor beschrieben. 5 Durchführung Weitwinkel-Röntgenbeugungsmessungen des Pellets unter Verwendung von Cu-Ka - Strahlung auf einem Röntgendiffraktometer im 2θ Bereich von 10-38° in Schritten von 0,02 °. </li><li> Berechnen Sie die Kristallinität Index (CRI) von einem Pellet die Segal Verfahren unter Verwendung von 19 (ohne Grundlinie Subtraktion). </li></ol>

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<li>Wang, Q. Q., Zhao, X. B., Zhu, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+strong+acid+hydrolysis+of+a+bleached+kraft+pulp+for+producing+cellulose+nanocrystals+%28CNCs%29%5BTitle%5D)+AND+%22Ind+Eng+Chem+Res%22%5BJournal%5D)">Kinetics of strong acid hydrolysis of a bleached kraft pulp for producing cellulose nanocrystals (CNCs).</a> Ind Eng Chem Res. 53 (27), 11007-11014 (2014).</li>
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</ol>

Chen und Zhu sind Miterfinder einer Patentanmeldung US Dicarbonsäuren für CNC und CNF Produktion verwendet wird.

Die dickeren CNC Durchmesser der CNC Proben aus Maleinsäure Hydrolyse führte zu einer moderaten mittleren Aspektverhältnis 7,24 und 8,53 für die CNCs von BEP und UMHP bzw. trotz ihrer langen Längen wie oben diskutiert. Die CNFs hatte eine größere Länge und einen dünneren Durchmesser, die in einem großen Aspektverhältnis von 13,9 und 19,0 resultiert, für die CNCs von BEP und UMHP jeweils beide größer als ihre jeweiligen CNCs. Es ist möglich, starke mechanische Fibrillation zu verwenden CNF Durchmesser zu reduzieren, um d...

Eine nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung erfordert Einsatzmaterialien, die erneuerbare und biologisch abbaubar, sondern auch verwendet, grüne und umweltfreundliche Produktionstechnologien verwenden, um eine Vielzahl von Bioprodukten und Biochemikalien aus diesen nachwachsenden Rohstoffen produzieren nicht nur. Cellulose Nanomaterialien, wie Cellulose - Nanokristalle (CNC) und Cellulose - Nanofibrillen (CNF), hergestellt aus nachwachsenden Lignocellulosen sind biologisch abbaubar und haben einzigartige mechanische und optische Eigenschaften , die für die Entwicklung einer Reihe von Bioproducts 1, 2. Leider bestehende Technologien zur Herstellung von Cellulose - Nanomaterialien sind entweder energieintensiv als rein mechanische Fibrillation oder ökologisch nicht vertretbar wegen Nicht Recycling oder unzureichende Recycling von Prozesschemikalien verwendet, wie zum Beispiel , wenn die konzentrierte Mineralsäure Hydrolyse 3-8 oder Oxidationsverfahren unter Verwendung von 9- 11. Darüber hinaus können Methoden Oxidation produzieren auch umwelt toxische Kompounds durch mit Lignocellulose zu reagieren. Daher zur Herstellung von Cellulose-Nanomaterialien grün Fertigungstechnologien zu entwickeln, ist von entscheidender Bedeutung, die volle Nutzung der reichlich vorhandenen und nachwachsenden Rohstoffen zu machen - Lignocellulose. Mit saure Hydrolyse Hemicellulose zu lösen und depolymerisieren Cellulose ist ein wirksamer Ansatz für Cellulose-Nanomaterialien zu erzeugen. Feste Säuren wurden für die Zuckerproduktion aus Zellulose mit dem Vorteil der Lockerung Säurerückgewinnung 12, 13 verwendet. Frühere Studien konzentrierten Mineralsäuren verwendet wurden, zeigten , dass eine niedrigere Säurekonzentration verbessert CNC - Ausbeute und Kristallinität 3, 5. Dies deutet darauf hin , dass eine starke Säure Cellulosekristalle beschädigen können , während ein milder Säurehydrolyse könnten die Eigenschaften und die Ausbeute an Cellulose Nanomaterialien durch den Ansatz der integrierten Produktion und CNC mit CNF 3, 14 zu verbessern. Hier dokumentieren wir ein Verfahren konzentrierten festen Dicarbonsäuren Hydrolyse unter Verwendung von zu produce CNC zusammen mit CNF 15. Diese Dicarbonsäuren haben eine geringe Löslichkeit bei niedrigen oder Umgebungstemperaturen, und daher können sie leicht durch die mature Kristallisationstechnologie gewonnen werden. Sie haben auch eine gute Löslichkeit bei erhöhten Temperaturen, die ohne zu kochen oder mit Druckbehältern konzentrierte saure Hydrolyse erleichtert. Da diese Säuren haben auch einen höheren pKa als typische Mineralsäuren für die CNC-Fertigung verwendet werden, ihre Verwendung führt zu einer guten CNC Kristallinität und trotz geringerer CNC Erträge, mit einer erheblichen Menge von zellulosehaltigen Faser festen Rückstand (FCSR oder teilweise hydrolysierten Fasern) verbleibenden aufgrund unvollständige Cellulose Depolymerisation. Die FCSR kann verwendet werden, CNF durch nachfolgende mechanische Fibrillation zu erzeugen, geringer Energieeingänge. Deshalb, um Zucker Cellulose Verlust ist minimal im Vergleich zu den Mineralsäuren. Es ist gut bekannt , dass Carbonsäuren mit 16 Cellulose durch Fisher-Speier Veresterungsverfahren verestern kann. Dicarbonsäuren Anwendung zu Cellulose in semi-Säure unvernetzten Ester 17 (oder Carboxylierung) zur Folge haben kann, carboxylierten CNC und CNF zu produzieren , wie wir 15 zuvor gezeigt. Die Methode, die hier dokumentiert können carboxylierte und thermisch stabil CNF und CNC produzieren, die auch entweder aus gebleichtem oder ungebleichtem Breie hochkristallin ist, während relativ einfach und hohe Chemikalienrückgewinnung und mit geringem Energieeingänge.

<table><tbody><tr><td>Gebleichter Eukalypenbrei&nbsp;</td><td>Aracruz Cellulose</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ungebleichter gemischter Hartholz-Kraftzellstoff&nbsp;</td><td>Internationales Papier&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Maleininsäure</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M0375-1KG/CAS110-16-7</td><td>Pulver; Assay: 99,0% (HPLC)</td></tr><tr><td>Glycerin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G5516-4L/CAS56-81-5</td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxid</td><td>Fisher Scientific</td><td>S318-500/CAS1310-73-2, 497-19-8</td><td>zertifiziert ACS</td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Mallinckrodt</td><td>7581-12/CAS7647-14-5</td><td>Kristall, AR</td></tr><tr><td>Cupriethylendiamin-Lösung</td><td>GFS Chemicals</td><td>E32103-1L/CAS14552-35-3</td><td>1 M, zur Bestimmung der Lösungsviskosität von Zellstoffen</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Fisher Scientific</td><td>A18-500/CAS67-64-1</td><td>Certified ACS</td></tr><tr><td>Accu-TestTMFläschchen für CSB-Tests</td><td>Bioscience,Inc.</td><td>01-215-28</td><td>CSB-Prüfung für 20 bis 900&nbsp; mg/L Konzentration im Standardbereich</td></tr><tr><td>Heizplatte</td><td>IKA-Modus</td><td></td><td>: C-MAD HS7 digital</td></tr><tr><td>Magnetischer Rührstab</td><td>ACE Glas</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pyrex Dreihalskolben mit rundem Boden</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CLS4965B500-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Dialyseschlauch Zellulosemembran</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D9402-100FT</td><td>Typischer Molekulargewichtsgrenzwert = 14.000 kDa</td></tr><tr><td>Einweg Aluminiumschalen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z154857-1PAK</td><td>Kreise, 60 mm</td></tr><tr><td>Desintegrator</td><td>Testing Machines Inc.(TMI)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mikrofluidisierer</td><td>Microfluidics Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>Qsonica LLC.</td><td></td><td>Modus: 3510R-MT, 50-60&nbsp; Hz, 180&nbsp; W</td></tr><tr><td>Zeta-Potential-Analysator</td><td>Brookhaven Instruments Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FTIR</td><td>PerkinElmer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Konduktometrischer Titrator</td><td>Yellow Springs Instrument (YSI)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TGA-Analysator</td><td>PerkinElmer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Röntgendiffraktometer</td><td>Bruker Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AFM-Immission&nbsp;</td><td>AFM Workshop</td><td></td><td></td></tr><tr><td>REM-Bildgebung</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

grüne und low-cost-produktion von thermisch stabil und carboxylierte cellulose-nanokristalle und nanofibrillen mit recycelbares dicarbonsäuren

Green and Low-cost Production of Thermally Stable and Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils Using Highly Recyclable Dicarboxylic Acids

Hier zeigen wir potenziell niedrigen Kosten und grüne Produktionen von hoher thermisch stabil und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle (CNCs) und Nanofibrillen (CNF) aus gebleichtem Eukalyptus-Zellstoff (BEP) und rohen gemischten Hartholz-Kraftzellstoff (UMHP) Fasern sehr gut recyclebar Dicarbons festen Säuren. Typische Betriebsbedingungen waren Säurekonzentrationen von 50 bis 70 wt% bei 100 ° C für 60 min und 120 ° C (kein Sieden bei Atmosphärendruck) für 120 min, für BEP und UMHP, respectively. Die resultierenden CNCs haben eine höhere thermische Zersetzungstemperatur als die entsprechenden Zuleitungsfasern und Carbonsäuregruppengehalt von 0,2 bis 0,4 mmol / g. Die geringe Festigkeit (hohe pKa von 1,0 bis 3,0) von organischen Säuren führte auch in CNC-Steuerungen mit den beiden längeren Längen von etwa 239 bis 336 nm und eine höhere Kristallinität als CNCs Mineralsäuren hergestellt werden. Cellulose Verlust an Zucker war minimal. Faserige Cellulose-feste Rückstand (FCSR) aus der Dicarbonsäure Hydrolyse wurde verwendet, umcarboxylierten CNF durch nachfolgende mechanische Flimmern mit geringem Energieaufwand herzustellen.

Typische AFM - Bilder der CNC und CNF von BEP und UMHP zusammen mit entsprechenden SEM - Bilder der Speisesäure hydrolysiert Fasern sind in den 1 und 2 dargestellt. Die Bilder zeigen deutlich die erhebliche Reduzierung der Faserlänge durch saure Hydrolyse mit einer minimalen Änderung in Faserdurchmesser (Abbildung 1a mit 1b verglichen und 2a mit 2b). Die verkürzte Faserlänge wurde durch den gemessenen Cellulose Polymeri...

Hier zeigen wir ein neues Verfahren für grüne und nachhaltige Produktion von thermisch hochstabile und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle (CNC) und Nanofibrillen (CNF) sehr gut recyclebar feste Dicarbonsäuren mit.

Grüne und Low-Cost-Produktion von thermisch stabil und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle und Nanofibrillen Mit Recycelbares Dicarbonsäuren

Here we demonstrate potentially low cost and green productions of high thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNCs) and nanofibrils ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die integrierte Herstellung von carboxylierten, thermisch stabilen Cellulose-Nanokristallen mit Cellulose-Nanofibrillen aus zellulosehaltigen Rohstoffen unter Verwendung fester Dicarbonsäuren mit einfacher Säurerückgewinnung zu demonstrieren. Diese Methode soll uns helfen, die Frage zu beantworten, wie man mit Nanomaterialien produzieren kann. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Ergebnisse der Materialien ähnlich hochstabil sind, carboxyliert, und die von uns verwendeten Säuren leicht recycelt werden können, um eine gleichmäßige Stabilität zu erreichen.Um den Vorgang zu beginnen, geben Sie 40 ml entionisiertes Wasser und einen magnetischen Rührstab in einen Kolben mit drei Halsen und rundem Boden. Erhitzen Sie das Wasser mit einem flüssigen Glycerinbad auf 85 Grad Celsius. Dann werden 60 g wasserfreie Maleinsäure in den Kolben gegeben und gerührt, bis sie sich vollständig aufgelöst haben, um eine Molsäurelösung von 60 Gewichtsprozent zu erhalten.Erhitzen Sie die Lösung unter Rühren auf 100 Grad Celsius. Fügen Sie dann 10 g ofengetrockneten, gebleichten Eukalyptus-Kraftzellstoff hinzu und rühren Sie die Mischung ei

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Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Quelle: Arias, S. L., et al. Herstellung einer funktionalisierten magnetischen bakteriellen Nanocellulose mit Eisenoxid-Nanopartikeln.  J. Vis. Exp. (2016).Dieses Video demonstriert die Herstellung von Nanocellulose durch die Kultivierung zelluloseproduzierender Bakterien in einem nährstoffhaltigen Medium mit Mannitol. Die Bakterien metabolisieren Mannitol zu Glukose, das dann polymerisiert und als Glukoseketten extrudieren wird, die zu Zellulosefolien kristallisieren und so eine...

Herstellung von bakteriellen Nanocellulose-Pellikeln aus zelluloseproduzierenden Bakterien

Das Ziel dieser Untersuchung war es, synthetische Pflanzenzellwandgewebe bilden mit Schicht-für-Schicht-Aufbau Nanocellulose-Fibrillen und isolierte Lignin aus verdünnten wässrigen Suspensionen zusammengebaut. Oberflächenmesstechniken der Quarzkristall-Mikrowaage und Rasterkraftmikroskopie wurden verwendet, um die Bildung der Polymer-Polymer-Nanoverbundmaterial zu überwachen.

Gegen biomimetischen Holz: Hergestellt Freistehende Filme aus Nanocellulose, Lignin und eines synthetischen Polykation

Wir präsentieren ein neues Verfahren zur Herstellung von starren und robuste kurze Naturfaser-Preforms mit einem Papierherstellungsprozess. Bakterielle Cellulose wirkt gleichzeitig als Bindemittel für die losen Fasern und Steifigkeit verleiht der Faservorformlinge. Diese Vorformlinge mit einem Harz, wirklich grün hierarchische Verbundwerkstoffen infundiert werden.

Herstellung von robusten Naturfaser-Preforms Verwendung Bakteriencellulose als Binder

Syntheseschemata zur Herstellung hochstabiler haariger Nanopartikel auf Holzfaserbasis und funktioneller Biopolymere auf Zellulosebasis wurden detailliert beschrieben.

Hochstabile, funktionelle Hairy Nanopartikel und Biopolymere aus Holzfasern für eine nachhaltige Nanotechnologie

Ein Syntheseverfahren für Cellulose-Nanofaser-Biofaser-Palladium-Verbund-Aerogele wird vorgestellt. Die resultierenden Verbund-Aerogel-Materialien bieten Potenzial für Katalysator-, Sensor- und Wasserstoffgasspeicheranwendungen.

Synthesemethode für Cellulose Nanofaser Biotemplated Palladium Composite Aerogels

OrganoCat ist ein Verfahren zur Vorbehandlung und Fraktionierung von Lignocellulose unter milden Bedingungen zu Lignin, fermentierbaren Zuckern und Cellulosezellstoff. In einem biogenen, biphasischen Lösungsmittelsystem aus Wasser und 2-Methyltetrahydrofuran mit 2,5-Furancarbonsäure als Katalysator werden die OrganoCat-Produkte zur einfachen Produktrückgewinnung in situ getrennt.

Fraktionierung von Lignozellulose-Biomasse mit dem OrganoCat-Verfahren

Ein Beispiel für einen geschlossenen Kreislaufansatz in Richtung einer zirkulären Materialwirtschaft wird hier beschrieben. Es wird ein ganzer nachhaltiger Zyklus vorgestellt, in dem biobasierte halbaromatische Polyester durch Polymerisation, Depolymerisation und dann mit nur geringfügigen Änderungen ihrer Ausbeute oder endlichen Eigenschaften repolymerisiert werden.

Entwickelt für molekulares Recycling: Ein aus Lignin gewonnenes halbaromatisches biobasiertes Polymer

Dieses Protokoll stellt eine einfache, kostengünstige Methode zur Bildung von bakteriellen Cellulosekugeln (BC) dar. Dieses Biomaterial kann als Verkapselungsmedium für feste Materialien, einschließlich Pflanzenkohle, Polymerkugeln und Minenabfälle, fungieren.

Bakterielle Cellulosekugeln, die feste Materialien verkapseln

Dieses Protokoll hebt eine Methode zur schnellen Bewertung der Biokompatibilität einer kristallinen Nanocellulose (CNC)/Agarose-Verbundhydrogel-Biomaterialtinte mit aus dem Knochenmark der Maus gewonnenen Mastzellen in Bezug auf die Zelllebensfähigkeit und die phänotypische Expression der Zelloberflächenrezeptoren Kit (CD117) und des hochaffinen IgE-Rezeptors (FcεRI) hervor.

Herstellung einer kristallinen Nanocellulose Embedded Agarose Biomaterial Tinte für Knochenmark-abgeleitete Mastzellkultur

Wir beschreiben neuartige, einfache Methoden der Synthese und Charakterisierung von biokompatiblen Lignin-Mikro- und Submikron-Partikeln. Diese Formulierungen bieten einen einfachen Ansatz für die Nutzung des Heteropolymers sowie eine Alternative für das rationale Design multifunktionaler Trägermatrizen mit potenzieller Anwendbarkeit in der Biomedizin, Pharmatechnik und Lebensmittelindustrie.

Grüne Synthese, Charakterisierung, Verkapselung und Messung des Freisetzungspotenzials neuartiger Alkali-Lignin-Mikro-/Submikron-Partikel

Erfahren Sie die nachhaltige Produktion von carboxylierten, thermisch stabilen Cellulose-Nanokristallen und Nanofibrillen mit recycelbaren Dicarbonsäuren. Diese Methode ermöglicht eine umweltfreundliche Herstellung hochstabiler Nanomaterialien für Biomaterialien und Nanotechnologie.

Grüne und Low-Cost-Produktion von thermisch stabil und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle und Nanofibrillen Mit Recycelbares Dicarbonsäuren (Video) | JoVE Journal

Grüne und Low-Cost-Produktion von thermisch stabil und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle und Nanofibrillen Mit Recycelbares Dicarbonsäuren

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