Name: מאוד יציבים, חלקיקים שעירים פונקציונליים Biopolymers סיבי עץ: לקראת ננוטכנולוגיה קיימא (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 32 s
Description: חקור סינתזה של ננו-חלקיקים שעירים מסיבי תאית לייצור ביופולימרים פונקציונליים. שיטה זו מסייעת בפיתוח ננוטכנולוגיה קיימא וחומרים מתקדמים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

תמיכה כספית מקתדרת מחקר תעשייתי במימון FPInnovations ו-NSERC עבור מענק NSERC Discovery ומרשת מוצרי סיבי העץ הירוקים החדשניים של NSERC מוכרת.

זהירות: קרא את גיליונות נתוני בטיחות חומרים (MSDS) של כל הכימיקלים לפני לגעת בהם. רבים מהכימיקלים המשמשים בעבודה זו עלולה לגרום נזקים בריאותיים חמורים. באמצעות הגנה אישית כגון חלוק מעבדה, כפפות, משקפי מגן הוא חובה. אל תשכחו כי בטיחות קודמת לכל. המים בשימוש בכל רחבי הסינתזה הוא מים מזוקקים. 1. הכנת סיבי חמצון החלקי בתור ביניים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קורעים 4 גרם Q-90 גליונות עיסת softwood לחתיכות קטנות של כ 2 x 2 ס&quot;מ 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משרה את סדיני עיסת קרוע במים למשך יום אחד לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפורר את העיסה הרטובה באמצעות disintegrator מכאני כדי להשיג פיזור כמעט אחיד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להרכיב את מסנן האבק, לאבטח מסנן ניילון בתוך משפך בוכנר ומקום המשפך בבקבוק מסנן. לאחר מכן, לחבר את המסנן בבקבוק משאבת ואקום באמצעות צינורות נכונים. הפעל את המשאבה ויוצק פתרון העיסה התפורר בשנתי funnאל להפריד את העיסה מן הנוזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את המשקל של עיסה רטובה (מ &#39;1), ולחשב את כמות מים שנספגו עיסה: דקות w, 1 = m 1 - 4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת פתרון periodate חמצון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסינתזה SNCC / DAMC: בנפרד, לפזר 2.64 periodate נתרן g (NaIO 4) ו 15.48 גרם נתרן כלורי (NaCl) ב 200 מ &#39;w, 1 מ&quot;ל מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסינתזה ENCC / DCC: בנפרד, לפזר 5.33 periodate נתרן g (NaIO 4) ו 15.6 גרם נתרן כלורי (NaCl) ב 266- מ &#39;w, 1 מ&quot;ל מים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף את העיסה הרטובה בנפרד הפתרונים שהוכנו 1.6. ודא כי הסכום הכולל של המים (נספג על ידי עיסת בתוספת מים אינן במקור) שווה 200 מ&quot;ל עבור SNCC ו -266 מ&quot;ל על סינתזות ENCC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסה את הכוס ביסודיות עם רדיד אלומיניום על מנת למנוע שחרור משרות periodate תוך ערבוב בסל&quot;ד מהירות ~ 105 RT עבור כמות רצויה של tIME לפי טבלת 1 להשיג תוכן אלדהיד מועדף. כדוגמה, כדי להשיג ~ 6.5 מילימול / g אלדהיד, להגיב למשך 96 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר זמן התגובה הוא שחלף, לפתוח את רדיד אלומיניום ולהוסיף 1 מ&quot;ל (במקרה של סינתזה SNCC / DAMC) או 3 מ&quot;ל (במקרה של ENCC / DCC סינתזה) אתילן גליקול לתערובת ומערבבים במשך 10 דקות כדי לעצור את חמצון תגובה על ידי מרווה periodate. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף את העיסה מחומצן על ידי סינון ואקום (פי 1.4), redisperse אותו מיליליטר מי 500, ומערבב אותו למשך 30 דקות. חזור על שלב זה לפחות 5 פעמים כדי לנקות את העיסה מן ביסודיות periodate. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר לשטוף במי 5 th על העיסה מחומצן, להפריד את העיסה מפתרון על ידי סינון ואקום ולאחסן אותו במקום קר (4 ° C). </li></ol> סינתזה 2. SNCC ו DAMC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלק את העיסה הרטובה חמצון החלקי (מ &#39;1), שהושגה 1.11, על ידי ארבעה: דקות 2 = מ 1/4,ולמדוד את המשקל של המים נספגים: דקות w, 2 = m 2 - 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפזר את העיסה ב (100 - מ w, 2) מים גרמו בבקבוק תחתי עגול (תכולת מים הכולל = 100 גרם). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את הבקבוק התחתי העגול באמבט שמן ומחממי עיסה מחומצן חלקית על 80 מעלות צלזיוס במשך 6 שעות תוך ערבוב בעדינות. הערה: אם עיסת הוא מתחמצן לחלוטין עם periodate (DS = 2), למשל, על ידי מגיבים עיסת 1 גרם עם 1.85 גרם NaIO 4 (8.65 מילימול) בתמיסה המורכבת 3.87 גרם NaCl (8.64 מילימול) ו -65 מ&quot;ל מים תוך ערבוב במשך 6 ימים, תלוי בזמן מצב ומגורים חימום במים, הנכס של תאית dialdehyde (DAC) משתנה (טבלה 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתקרר פתרון RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון ב 18,500 XG במשך 10 דקות. המשקע הוא תאית unfibrillated (חלק 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפרד את supernatant בזהירות ולשקול אותו (א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 1.7 (א) גרם propanolכדי supernatant שהושג 2.6 תוך ערבוב כדי לזרז SNCC. פרטים על SNCC מופרד propanol הוסיף זמינים באיור 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון biphasic ב 3000 XG במשך 10 דקות, ולהפריד את המשקע דמוי ג&#39;ל הביא (שבריר שנייה, SNCC) על ידי decantation, שהוא מוכן להיות redispersed ו dialyzed לטיהור נוסף (סעיף 4) ואפיון (סעיף 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי supernatant שהושגו 2.8, להוסיף 3.5 (א) גרם propanol להניב משקע לבן (חלק שלישי, DAMC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון של 2.9 ב 3000 XG במשך 10 דקות, לאסוף את משקע DAMC דמוי ג&#39;ל (על ידי מזיגת supernatant בכוס נפרדת) מוכנה להיות redispersed במים, מטוהר על ידי דיאליזה (פירוט אפשרי בסעיף 4), ומאופיין (סעיף 5). </li></ol> 3. סינתזה של ENCC ו DCC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון של 0.5 M נתרן הידרוקסידי (NaOH) על ידי המסת ~ 2 גרם NaOH ב 100 מ&quot;למים לשמור בצד זה. זה ישמש בשלב 3.7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלקים את עיסת חמצון רטוב, שהושגו 1.11, על ידי ארבע: דקות 3 = 1 מ &#39;/ 4, ולמדוד את המשקל של המים נספגים: דקות w, 3 = m 1 - 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להוסיף נתרן כלורי 2.93 גרם (NaCl) ו 1.41 chlorite נתרן (NaClO 2) עד (50 - מ w, 3) מים מ&quot;ל ומערבבים לפזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשעות מ 3 גרם של עיסת חמצון רטובה (המכילה ~ 1 גרם יבש עיסת חמצון) בפתרון שהושג 3.3. ראוי לציין, כי ריכוז העיסה הסופי הוא 1 גרם מים הכוללים 50 מ&quot;ל זמינים (חינם וספג מים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים מד pH בתמיסה של 3.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 1.41 מי חמצן גרם (H 2 O 2) לתערובת של שלב 3.4 dropwise. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את ההשעיה של 3.6 למשך 24 שעות ב RT ב 105 סל&quot;ד תוך שמירה על pH ~ 5 על ידי הוספת בהדרגה 0.5 M נתרן הידרוקסידי (NaOH) מוכן בשלב 3.1. הערה: pH מתחיל יורד במהירות לאחר ~ 15 דק &#39;מתחילת התגובה, ואת זה צריך להיות כל הזמן משתנה והוא עומד על 5 לפחות שעה 4 הראשון של התגובה. לנוחיותכם, הוא רמז כי התגובה הוא התחיל ב -1 ואת pH נשלטת עד 5 בערב, אז התגובה נשאר O ​​/ N ו- מוקדם בבוקר ה- pH עלה ל 5 שוב. אחרי כל כך הרבה זמן, ירידת pH לא תהיה משמעותית, המציין כי רוב המרה מושגת. עכשיו, כמעט ולא מוצק ניתן לצפות הפתרון (סיבים גדולים מפורקים לתוך חלקיקים). שים לב שאם התגובה נשארה למשך זמן ארוך יותר, חלק הגבישים עשוי להיות מופר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלק את ההשעיה המתקבל 3.7 לתוך צינורות צנטריפוגות צנטריפוגות משוקללים באותה מידה 27,000 XG במשך 10 דקות, ולהפריד את supernatant (ENCC + DCC) מן משקע מייקרו סיבי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את supernatant המתקבל 3.8 ולקרוא מסת הפתרון (B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאט לאט מוסיפים 0.16 (B) g ethanol לפתרון של 3.9 תוך ערבוב כדי ליצור משקע לבן (חלק שני, ENCC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון של 3.10 ב -3,000 XG במשך 10 דקות, ולהפריד את המשקע ENCC דמוי ג&#39;ל הביא ידי decantation. ENCC הוא מוכן להיות redispersed במים, מטוהר על ידי דיאליזה (פירוט אפשרי בסעיף 4), ומאופיין (סעיף 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי supernatant שהושג 3.11, להוסיף מסה שווה של אתנול ככל שמסתו הפתרון להניב משקע לבן (חלק שלישי, DCC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון של 3.12 ב -3,000 XG במשך 10 דקות, ולהפריד את ג&#39;ל דמוי DCC לזרז מוכן להיות redispersed במים, מטוהרים על ידי דיאליזה (פירוט אפשרי בסעיף 4), ומאופיינת. </li></ol> 4. נוהל דיאליזה כדי לטהר SNCC, DAMC, ENCC או DCC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Redisperse המשקע דמוי ג&#39;ל שמקבלים בכל השלבים של 2.8 (SNCC), 2.10 (DAMC), 3.11 (ENCC), או 3.13 (DCC) ב 10 מ&quot;ל מים על ידי ערבוב נמרץ במשך שעה 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ה מקוםפיזור דואר בתוך צינורות דיאליזה (MW קטעון = 12-14 kDa, אורך ~ 30 ס&quot;מ, רוחב ~ 4.5 ס&quot;מ) ולאבטח את החלק העליון והתחתון על ידי מסיכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את שקית הדיאליזה מילא ~ 4 ליטר של מים מזוקקים ומערבב למשך 24 שעות כדי להוציא את המלחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את הפתרון dialyzed במיכל ולאחסן במקום קר (4 ° C). </li></ol> אפיון פוסט טיהור 5.: שלב מוצק ומדידת ריכוזי Charge <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידת ריכוז <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 3 מיליליטר של פיזור רצוי בצלחת שקלול (כוס אלומיניום, 57 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את צלחת שקילה המכיל את פיזור בתנור (50 מעלות צלזיוס) O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את הסרט היבש ולחשב את הריכוז של חלקיקים או פולימרי הפיזור: ריכוז (w / v%) = 100 x מונית של סרט יבש / 3, או ריכוז (w / w%) = 100 x מונית של סרט יבש / המוני של פיזור </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיטרציה קונדוקטומטריים </stרונג&gt; <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיטרציה קונדוקטומטריים SNCC או DAMC לקבוע תוכן אלדהיד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 0.1 חומצה הידרוכלורית M (HCl) על ידי הוספת 0.82 מ&quot;ל HCl 25 מ&quot;ל מים ואחריו התאמת נפח סופי 100 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להכין NaOH 0.1 M על ידי הוספת סודיום הידרוקסיד 0.4 גרם למים מזוקקים כדי להשיג 100 מ&quot;ל הפתרון הסופי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות שיטת hydrochloride hydroxylamine 24, להוסיף כמות ידועה של פיזור הרצוי לסכום הרצוי של מים (למשל, 0.02 גרם ב 50 מ&quot;ל H 2 O). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ה- pH ל -3.5 באמצעות לדלל HCl (0.1 M). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 מ&quot;ל פתרון hydrochloride hydroxylamine (5% w / w) הפיזור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צג ה- pH ולשמור על 3.5 ידי הוספת 0.1 M NaOH עד pH הופך יציב ברמה של 3.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות נפח נצרך של NaOH לנטרל את H + שוחרר מן התגובה של קבוצות אלדהיד ו NH 2 OH · HCl, למדוד את אלדהיד Concentration (חפרפרת של נצרך NaOH = השומה של HCl הנוצר במהלך התגובה = השומה של קבוצות אלדהיד על SNCC). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיטרציה קונדוקטומטריים ENCC או DCC כדי לקבוע את התוכן carboxyl <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות ספרות 25, להוסיף מספיק כמות של פיזור רצוי לקיים 0.02 גרם של מוצק ב -140 מיליליטר מים מזוקקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להכין 20 מ&quot;מ NaCl ידי המסת 0.117 גרם NaCl במים מזוקקים כדי להשיג 100 מ&quot;ל הפתרון הסופי. הוסף 2 מ&quot;ל של 20 מ&quot;מ NaCl כדי 5.2.2.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיכים את pH לכ -3 באמצעות לדלל HCl (0.1 M). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו את טיטרציה קונדוקטומטריים ידי הוספת סודיום הידרוקסיד סטנדרטי (NaOH, 10 מ&quot;מ) במרווחים 0.1 מ&quot;ל / דקה עד pH ~ 11. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות נפח נצרך של NaOH לנטרל קבוצות טעונות (פרטים באיור 2), למדוד את ריכוז תשלום משטח (1 חפרפרת של בסיס נצרך שווה COOH שומה אחד על פני החלקיקים). </li></ol></li></ol></li></ol>

<ol><li>Habibi, Y., Lucia, L. A., Rojas, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+nanocrystals%3A+Chemistry+%2C+self-Assembly+%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Cellulose nanocrystals: Chemistry , self-Assembly , and applications.</a> Chem. Rev. 110 (6), 3479-3500 (2010).</li>
<li>Samir, M. A. S. A., Alloin, F., Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+recent+research+into+cellulosic+whisker%2C+their+Properties+and+their+application+in+nanocomposites+field%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Review of recent research into cellulosic whisker, their Properties and their application in nanocomposites field.</a> Biomacromolecules. 6 (2), 612-626 (2005).</li>
<li>Sjöström, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSj%C3%B6str%C3%B6m%2C+E+%22Wood+chemistry%3A+Fundamentals+and+applications%22">Wood chemistry: Fundamentals and applications</a>. , Academic Press. New York. (1993).</li>
<li>Nageli, C., Schwendener, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNageli%2C+C+%22Das+Mikroskop%2C+Theorie+und+Anwendung+desselben.+2.+Verbesserte+auflage%22">Das Mikroskop, Theorie und Anwendung desselben. 2. Verbesserte auflage</a>. , Leipsig: Engelmann. Leipzig. (1877).</li>
<li>Moon, R. J., Martini, A., Nairn, J., Simonsen, J., Youngblood, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+nanomaterials+review%3A+structure%2C+properties+and+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites.</a> Chem. Soc. Rev. 40 (7), 3941-3994 (2011).</li>
<li>Klemm, D., Kramer, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocelluloses%3A+A+new+family+of+nature-based+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Nanocelluloses: A new family of nature-based materials.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 50 (24), 5438-5466 (2011).</li>
<li>Wang, N., Ding, E., Cheng, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+of+cellulose+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Chem.+Eng.+China%22%5BJournal%5D)">Surface modification of cellulose nanocrystals.</a> Front. Chem. Eng. China. 1 (3), 228-232 (2007).</li>
<li>Siqueira, G., Bras, J., Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulosic+bionanocomposites%3A+A+review+of+preparation%2C+properties+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Cellulosic bionanocomposites: A review of preparation, properties and applications.</a> Polymers. 2 (4), 728-765 (2010).</li>
<li>Siaueira, G., Bras, J., Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+whiskers+versus+microfibrils%3A+Influence+of+the+nature+of+the+nanoparticle+and+its+surface+functionalization+on+the+thermal+and+mechanical+properties+of+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Cellulose whiskers versus microfibrils: Influence of the nature of the nanoparticle and its surface functionalization on the thermal and mechanical properties of nanocomposites.</a> Biomacromolecules. 10 (2), 425-432 (2009).</li>
<li>Peng, B. L., Dhar, N., Liu, H. L., Tam, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+and+applications+of+nanocrystalline+cellulose+and+its+derivatives%3A+A+nanotechnology+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Can.+J.+Chem.+Eng%22%5BJournal%5D)">Chemistry and applications of nanocrystalline cellulose and its derivatives: A nanotechnology perspective.</a> Can. J. Chem. Eng. 89 (5), 1191-1206 (2011).</li>
<li>Lu, P., Hsieh, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lo+Preparation+and+properties+of+cellulose+nanocrystals%3A+Rods%2C+spheres%2C+and+network%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydr.+Polym%22%5BJournal%5D)">Lo Preparation and properties of cellulose nanocrystals: Rods, spheres, and network.</a> Carbohydr. Polym. 82 (2), 329-336 (2010).</li>
<li>Liu, D., Chen, X., Yue, Y., Chen, M., Wu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+rheology+of+nanocrystalline+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydr.+Polym%22%5BJournal%5D)">Structure and rheology of nanocrystalline cellulose.</a> Carbohydr. Polym. 84 (1), 316-322 (2011).</li>
<li>Lam, E., Male, K. B., Chong, J. H., Leung, A. C. W., Luong, J. H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+functionalized+and+nanoparticle-modified+nanocrystalline+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Applications of functionalized and nanoparticle-modified nanocrystalline cellulose.</a> Trends Biotechnol. 30 (5), 283-290 (2012).</li>
<li>Kalia, S., Dufresne, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose-based+bio-+and+nanocomposites%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Cellulose-based bio- and nanocomposites: A review.</a> Int. J. Polym. Sci. 2011, 1-35 (2011).</li>
<li>Bai, W., Holbery, J., Li, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+technique+for+production+of+nanocrystalline+cellulose+with+a+narrow+size+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">A technique for production of nanocrystalline cellulose with a narrow size distribution.</a> Cellulose. 16 (3), 455-465 (2009).</li>
<li>Eichhorn, S. J., Dufresne, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review%3A+Current+international+research+into+cellulose+nanofibres+and+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Review: Current international research into cellulose nanofibres and nanocomposites.</a> J. Mater. Sci. 45 (1), 1-33 (2010).</li>
<li>Safari, S., Sheikhi, A., van de Ven, T. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroacoustic+characterization+of+conventional+and+electrosterically+stabilized+nanocrystalline+celluloses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Electroacoustic characterization of conventional and electrosterically stabilized nanocrystalline celluloses.</a> J. Colloid Interface Sci. 432, 151-157 (2014).</li>
<li>Yang, H., Tejado, A., Alam, N., Antal, M., Van De Ven, T. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Films+prepared+from+electrosterically+stabilized+nanocrystalline+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Films prepared from electrosterically stabilized nanocrystalline cellulose.</a> Langmuir. 28 (20), 7834-7842 (2012).</li>
<li>Guthrie, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%26%2334%3Bdialdehydes%26%2334%3B+from+the+periodate+oxidation+of+carbohydrates%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Carbohydr+Chem%22%5BJournal%5D)">The &#34;dialdehydes&#34; from the periodate oxidation of carbohydrates.</a> Adv Carbohydr Chem. 16, 105-158 (1961).</li>
<li>Novel highly charged non-water soluble cellulose products, includes all types of cellulose nanostructures especially cellulose nanofibers, and method of making them. U.S. Provisional Patent Application. , 3776923-v3, WO 2012119229 A1 (2011).</li>
<li>Yang, H., Chen, D., van de Ven, T. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+sterically+stabilized+nanocrystalline+cellulose+obtained+by+periodate+oxidation+of+cellulose+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of sterically stabilized nanocrystalline cellulose obtained by periodate oxidation of cellulose fibers.</a> Cellulose. 22 (3), 1743-1752 (2015).</li>
<li>Sheikhi, A., Safari, S., Yang, H., van de Ven, T. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Copper+removal+using+electrosterically+stabilized+nanocrystalline+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Copper removal using electrosterically stabilized nanocrystalline cellulose.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 7 (21), 11301-11308 (2015).</li>
<li>Yang, H., Alam, M. N., van de Ven, T. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+charged+nanocrystalline+cellulose+and+dicarboxylated+cellulose+from+periodate+and+chlorite+oxidized+cellulose+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Highly charged nanocrystalline cellulose and dicarboxylated cellulose from periodate and chlorite oxidized cellulose fibers.</a> Cellulose. 20 (4), 1865-1875 (2013).</li>
<li>Kim, U. J., Kuga, S., Wada, M., Okano, T., Kondo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periodate+oxidation+of+crystalline+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Periodate oxidation of crystalline cellulose.</a> Biomacromolecules. 1 (3), 488-492 (2000).</li>
<li>Araki, J., Wada, M., Kuga, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Steric+stabilization+of+a+cellulose+microcrystal+suspension+by+poly+%28ethylene+glycol%29+grafting%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Steric stabilization of a cellulose microcrystal suspension by poly (ethylene glycol) grafting.</a> Cellulose. 17 (1), 21-27 (2001).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

בעקבות הכימיה שנדונה במאמר החזותי הזה, ספקטרום של חלקיקים תאיים מבוסס מאוד יציבים עם תשלום מתכונן נושאות הם שלבי גבישי אמורפי (celluloses nanocrystalline שעיר) מופק. תלוי בזמן חמצון periodate, כפי שמוצג בטבלה 1, מוצרים שונים הניב: סיבים חמצון (חלק 1), SNCC (חלק 2), ו DAMC (חלק 3) שכל אחת מהן מספקת תכונות ייחודיות, כגון גודל מוגדר, מורפולוגיה , crystallinity, ותוכן אלדהיד. התחמצנות נוספת של חומרי ביניים אלה לפי תוצאות chlorite במינים שונים טעונים שלילית, כלומר חלק ...

תאי, כמו biopolymer הנפוץ ביותר בעולם, כבר שמש לאחרונה כחומר גלם עיקרי להניב חלקיקים גבישיים בשם תאי nanocrystalline (NCC, הידוע גם בשם nanocrystals התאית CNC) 1. כדי להבין את המנגנון של סינתזה NCC, מבנה סיבי תאית צריך להיחקר. תאית היא פולימר ליניארי polydispersed המהווים-בטא פולי (1,4) שאריות-גלוקוז -D 2. טבעות הסוכר מונומר אחד מחוברות דרך חמצן glycosidic להקים רשתות של (1-1.5) x 10 4 יחידות glucopyranose 2,3, מציגה לסירוגין חלקי גבישים ואזורי סדר, אמורפי, דווחו לראשונה על ידי נגלי Schwendener 2,4. בהתאם למקור, חלקי גבישים של תאית יכולים לאמץ הפולימורפים שונים 5. אם סיבי תאית מטופל עם חומצה חזקה, כגון חומצה גופרתית, בשלב אמורפי יכול להיות AWA הידרוליזה לחלוטיןy לשבש את הפולימר לייצר חלקיקים גבישיים של יחס ממדים שונה בהתאם למקור (למשל, עץ תשואת כותנה יותר מ -90% nanorods גבישים של רוחב ~ 5-10 ננומטר אורך ~ 100-300 ננומטר, בעוד tunicin, חיידקים, ואצות לייצר 5-60 ננומטר רחב ו 100 ננומטר עד כמה מיקרומטר ארוך NCCs) 6. הקוראים מופנים כמות עצומה של הספרות הקיימת על היבטים מדעיים והנדסיים של ננו אלה 2,5,7-16. למרות מאפיינים מעניינים רבים של חלקיקים אלה, יציבות קולואידים שלהם מאז ומתמיד בעיה בריכוזי מלח גבוהים pH הגבוה / נמוך בשל תכולת משטח התשלום הנמוכה יחסית שלהם (פחות מ 1 מילימול / g) 17. במקום הידרוליזה חומצית חזקה, סיבי תאית יכול להיות מטופלים עם סוכן חמצון (periodate), ביקוע הצמדה C2-C3 ב שאריות D-glucopyranose anhydro להקים יחידות 2,3-dialdehyde ללא תגובות לוואי משמעותיות 18,19. אלה סיבי חמצון חלקי יכול לשמש כחומר ביניים יקר לייצר חלקיקים נושאי בשני אזורים אמורפי גבישים (celluloses nanocrystalline שעיר) באמצעות תגובות כימיות בלבד ללא כל גזירה מכאנית או ultrasonication 20. כאשר מידת החמצון החלקה DS &lt;2, חמצון חימום תוצאות סיבים בשלוש קבוצות של מוצרים, כלומר תאית סיבית, המים המסיסים dialdehyde nanowhiskers התאית בשם תאי nanocrystalline התייצב sterically (SNCC), ופזרה תאית השונה dialdehyde (DAMC), אשר ניתן לבודד על ידי שליטה מדויקת תוספת שיתוף ממס צנטריפוגה לסירוגין 21. Performing חמצון chlorite נשלט על הסיבים מתחמצן חלקית ממירה כמעט את כל הקבוצות אלדהיד כדי carboxyl יחידות, אשר יכול להציג גבוה ככל 7 מילימול קבוצות COOH לגרם של תאית nanocrystalline בהתאם לתוכן אלדהיד 18 </sup&gt;, מתנהג כמו מייצבים. חלקיקים אלה נקראים תאית nanocrystalline התייצב electrosterically (ENCC). יתר על כן, זה כבר אישר כי שכבות רכות של טעונה רשתות שיער דמוי ובולט להתקיים על ENCC 17. חומר זה שמש סופח יעיל ביותר כדי לחפש יונים של מתכות כבדות 22. האישום של ננו-חלקיקים אלו ניתן לשלוט באופן מדויק על ידי שליטה על זמן התגובה periodate 23. למרות תגובות חמצון ידועות של תאית, לייצור SNCC ו ENCC לא דווח על ידי כל קבוצות מחקר אחרות ככל הנראה בשל אתגרי ההפרדה. הצלחנו לסנתז בהצלחה ולבודד שברים שונים של nanoproducts בצעדים בעיצוב התגובה והפרדה בדיוק. מאמר חזותי זה מדגים עם פירוט מלא כיצד להכין reproducibly ולאפיין את nanowhiskers הרומן הנ&quot;ל נושאות הוא חלק אמורפי גבישיםים סיבי עץ. הדרכה זו עשויה להיות נכס עבור חוקרים פעילים בתחומי חומר רך, ביולוגי, ומדעים מרפאים, ננוטכנולוגיה nanophotonics, מדעי הסביבה והנדסה, פיסיקה.

<table><tbody><tr><td>Q-90 עיסת עץ רך</td><td>FPInnovations</td><td>-</td><td>-נתרן</td></tr> <tr><td>פריודאט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>S1878-500G/CAS7790-28-5</td><td>יש להרחיק מחומרים דליקים</td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td>ACP כימיקלים</td><td>S2830-3kg/7647-14-5-2-Propanol</td><td></td></tr> <tr><td></td><td>Fisher</td><td>L-13597/67-63-0</td><td></td></tr><tr><td>אתילן גליקול דליק</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>102466-1L/107-21-1-נתרן</td><td></td></tr> <tr><td>הידרוקסיד</td><td>פישר</td><td>L-19234/1310-73-2</td><td>בסיס חזק, גורם להשפעות בריאותיות חמורות</td></tr><tr><td>נתרן כלוריט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>71388-250G/7758-19-2</td><td>מגיב עם חומרים מחזרים וחומרים דליקים</td></tr><tr><td>מי חמצן</td><td>פישר</td><td>H325-500/7722-84-1</td><td>חומר מאכל ומחמצן, שמור בקור ובחושך מקום</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>אלכוהול מסחרי</td><td>P016EAAN</td><td></td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td> דליקה <td>ACP כימיקלים</td><td>H-6100-500mL/7647-01-0</td><td>חומצה חזקה, גורמת להשפעות בריאותיות חמורות</td></tr><tr><td>הידרוקסילאמין הידרוכלוריד</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>159417-100G/5470-11-1</td><td>לא יציב בטמפרטורה ולחות גבוהים,</td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td> מוטגנית <td>בקמן קולטר</td><td>J2</td><td>גבוה מהירות סיבובית</td></tr><tr><td>רוטור זווית קבועה</td><td>בקמן קולטר</td><td>JA-25.50</td><td>הדק את המכסה בזהירות</td></tr><tr><td>צינורות דיאליזה</td><td>ספקטרום מעבדות</td><td>ספקטרום (חלק מס' 132676)</td> <td>חתך Mw = 12-14 kD, אורך ~ 30 ס"מ, רוחב ~ 4.5 ס"מ</td></tr><tr><td>אלומיניום</td><td>VWR</td><td>611-1371</td><td>57 מ"מ</td></tr><tr><td>טיטרטור</td><td>מטרום</td><td>836 טיטרנדו</td><td>-</td></tr></tbody></table>

מאוד יציבים, חלקיקים שעירים פונקציונליים biopolymers סיבי עץ: לקראת ננוטכנולוגיה קיימא

Highly Stable, Functional Hairy Nanoparticles and Biopolymers from Wood Fibers: Towards Sustainable Nanotechnology

חלקיקים, כאחד חומרי מפתח ננוטכנולוגיה ננו-רפואה, צברו חשיבות משמעותית בעשור האחרון. בעוד חלקיקים מבוססי מתכת קשורים עם טרדות סינטטיות וסביבתיות, תאית מציגה אלטרנטיבה ירוקה, בר קיימא עבור סינתזת ננו-חלקיקים. כאן, אנו מציגים את נהלי סינתזה והפרדה הכימיים כדי לייצר סוגים חדשים של חלקיקי שעיר (נושאת בשני אזורים אמורפי גבישים) ו biopolymers על בסיס סיבי עץ. באמצעות חמצון periodate של עיסת עץ רכה, את טבעת גלוקוז של תאית היא נפתחה אג&quot;ח C2-C3 כדי ליצור קבוצות 2,3-dialdehyde. חימום יתר של סיבים חמצון חלקית (למשל, T = 80 ° C) תוצאות בשלושה מוצרים, כלומר תאית חמצון סיבי תאית nanocrystalline התייצב sterically (SNCC), ו תאית שונה dialdehyde מומס (DAMC), אשר מופרדים היטב על ידי צנטריפוגה לסירוגין ו בנוסף שיתוף ממס.הסיבים מתחמצן חלקית (ללא חימום) שימשו תגובתי ביניים להגיב עם chlorite להמרת כמעט כל אלדהיד לקבוצות carboxyl. Co-ממס המשקעים צנטריפוגה הביא תאית nanocrystalline התייצב electrosterically (ENCC) ותאית dicarboxylated (DCC). התוכן אלדהיד של SNCC וכתוצאה מכך תשלום שטח של ENCC (תוכן carboxyl) נשלטו דווקא על ידי שליטה על זמן תגובת חמצון periodate, וכתוצאה מכך החלקיקים יציבים מאוד נושאים יותר מ -7 mmol קבוצות פונקציונליות לגרם של חלקיקים (למשל, לעומת קונבנציונלי NCC נושאת &lt;&lt; 1 מילימול קבוצה פונקציונלי / g). מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), מיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM), וכן במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) העידו על מורפולוגיה מוט דמוי. טיטרציה קונדוקטומטריים, ספקטרוסקופיית פורייה (FTIR), תהודה מגנטית גרעינית (NMR), פיזור אור דינאמי (DLS), אלקטרוקינטיות-sמשרעת onic (ESA) ואת לשפוך אור ספקטרוסקופיה ההנחתה אקוסטית על המאפיינים המעולים של ננו אלה.

התוכן חלק המסה והמטען של כל חלק במהלך חמצון periodate ו chlorite של עיסת תלוי זמן תגובה (טבלה 1). יתר על כן, משקל מולקולרי DAC תלוי במצב חימום וזמן מגורים (לוח 2). לאחר SNCC ו DAMC נעשים, הם לזרז על ידי הוספת propanol (איור 1). כדי למדוד את התוכן האחראי ENCC, טיטרציה קונדוקטומטריים מתבצעת (איור 2). התנהגות קולואידים NCC ו ENCC מושפעת חוזק pH היוני. הגודל זטה-פוטנציאל של NCC ו ENCC ...

פורטו תוכניות סינתזה להכנת ננו-חלקיקים שעירים מבוססי סיבי עץ יציבים ביותר וביופולימרים פונקציונליים מבוססי תאית.

מאוד יציבים, חלקיקים שעירים פונקציונליים Biopolymers סיבי עץ: לקראת ננוטכנולוגיה קיימא

Nanoparticles, as one of the key materials in nanotechnology and nanomedicine, have gained significant importance during the past decade. While ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא להפיק סוג חדש של ננו-חלקיקים וביופולימרים מבוססי תאית, כולל תאית ננו-גבישית ייחודית הכוללת חלקים גבישיים ואמורפיים, ועל כן מכונה תאית ננו-גבישית שיערנית (hairy nanocrystalline cellulose). שיטה זו יכולה לסייע באספקת אבני בניין מרכזיות לקידום תחום הננו-טכנולוגיה בת-הקיימא. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שבאמצעות תגובות כימיות פשוטות, סיבי תאית מומרים לננו-חלקיקים וביופולימרים בעלי פונקציונליות גבוהה.המצאת התאית ננו-גבישית שיערנית פתחה הזדמנות חדשה להשתמש בתאית, הביו-פולימר השכיח ביותר בעולם, ליישומים מתקדמים כגון ביו-ננו-קומפוזיטים, משני ראולוגיה, שימוש בשיקום סביבתי, הידרוגלים ועוד. ניתן להכין תאית ננו-גבישית שיערנית כננו-חלקיקים ניטרליים או טעונים, כאשר לכל אחד מהם תכונות ייחודיות משלו. ראשית, קרעו דפי עיסת עץ רך Q-90 לחתיכות ריבועיות של כשני סנטימטרים.אספו ארבעה גרמים והשרו את החלקים במים למשך 24 שעות לפחות תוך כדי ערבוב. לאחר ההשריה, השתמשו במיגשר מכני למשך כשלוש דקות כדי ליצור דיספרסיה אחידה כמעט של עיסה בתמיסה. לאחר מכן, השתמשו במסנן ואקום המורכב ממסנן ניילון של 20 מיקרון במשפך בוכנר כדי להפריד את העיסה המפורקת מהנוזל.לאחר מכן, שקלו את העיסה הרטובה וחשבו את כמות המים הנספחים. לאחר מכן, הכינו תמיסת חמצון טרייה של פריודט מימי. היחס הנדרש בין sodium periodate ל-sodium chloride תלוי בסוג הסיבים המסנתזים.כעת, הוסיפו את העיסה הרטובה לתמיסת החמצון. המסה הכוללת של המים במערכת צריכה להיות 200 גרם עבור SNCC, או 266 גרם עבור ENCC. לאחר מכן, כסו את הכוס בצורה הדוקה בנייר אלומיניום כדי למנוע דה-אקטיבציה של הפריודאט.ערבב את התערובת במהירות של 105 rpm בטמפרטורת החדר כדי להגיע לתכולת אלדהיד רצויה, תהליך שעשוי להיארך מספר ימים. עם השלמת התגובה, הוסף אתילן גליקול לתערובת והמשך בערבוב למשך 10 דקות כדי לעצור את פעולת הפריודאט. לאחר מכן, אסוף את העיסה המחושנת באמצעות סינון בוואקום כפי שבוצע קודם לכן, ופזר מחדש את העיסה המחושנת ב-500 milliliters של מים תוך ערבוב למשך 30 דקות.לאחר מכן, סננו את העיסה באמצעות סינון בוואקום וחזרו על תהליך הפיזור מחדש והסינון עד שהעיסה נשטפה חמש פעמים. לאחר חמישה שטיפות במים, אחסנו את העיסה בטמפרטורה של ארבע מעלות צלזיוס. שקלו את העיסה הרטובה וחלקו את המשקל בארבע, ומדדו שוב את מסת המים המאוחסנים.לאחר מכן, פזרו רבע מהכמות בתוך 100 גרם מים בבקתת תחתית עגולה. העבירו את הבקתית בעלת התחתית העגולה לאמבט שמן המכוון ל-80 °C, וחממו במשך שש שעות תוך כדי ערבוב עדין. שימו לב כי תחת תנאי חימום מסוימים וזמן שהייה במים, תכונות ה-dialdehyde cellulose עשויות להשתנות.לאחר שהתמיסה תתקרר, סנטריפוגו אותה ב-18,500 gs למשך 10 דקות. המשקע הוא השבר הראשון של תאית לא-פיברילית. הפר אותו מהנוזל העליון.בשלב הבא, שקלו את העלייה (supernatant) והפרידו את ה-SNCC מהעלייה על ידי הוספה של 1.7 גרם פרופנול לכל גרם של עלייה תוך כדי ערבוב. פעולה זו תיצור תמיסה דו-פאזית. לאחר מכן, אספו את השבר השני של ה-SNCC באמצעות סנטריפוגציה ב-3,000 gs למשך 10 דקות.שפכו את הנוזל העליון ושמרו את ה-SNCC להמשך אנליזה. לכל גרם של נוזל עילי, הוסיפו בדיוק 3.5 גרם של פרופנול. המשקע הלבן שנוצר הוא השבר השלישי, המורכב מ-DAMC.לאחר סבב הצנטריפוגה, ה-DAMC יוצר ג'ל. כדי לטהר את ה-SNCC או את ה-DAMC, יש לפזר מחדש את המשקע הרלוונטי ב-10 milliliters של מים תוך כדי ערבוב נמרץ למשך שעה אחת. לאחר מכן, יש להעביר את התמיסה לצינור דיאליזה ולאטום את החלק העליון והתחתון באמצעות תפסנים.הניחו את שקיקי הדיאליזה המלאים בכ-ארבעה ליטרים של מים מזוקקים וערבבו למשך 24 שעות כדי להוציא את המלחים. החליפו את המים לפחות פעם אחת במהלך תהליך הדיאליזה. לאחר מכן, אספו את התמיסה שעברה דיאליזה ואחסנו אותה בטמפרטורה של ארבעה מעלות צלזיוס.הכינו מראש 0.5 molar sodium hydroxide והניחו אותו בצד. כעת, מדדו את תכולת המים ברבע מהעיסה המחומצנת הרטובה כפי שנעשה בסנתזת SNCC, וחשבו כמה מים נדרשים לסך של 50 גרם. לנפח זה של מים, המיסו 2.93 גרם של sodium chloride ו-1.41 גרם של sodium chlorite.לאחר מכן, הוסיפו את העיסה המחושנת, ולאחריה הוסיפו בטיפות 1.41 גרם של מימן פראוקסיד. ערבבו את התרחופה למשך 24 שעות בטמפרטורת החדר במהירות של 105 rpm, תוך שמירה על pH סביב 5 על ידי הוספת טיפות של נתרן הידרוקסיד 0.5 מולרי שהוכן מראש. צפויות ירידה מהירה ב-pH לאחר כ-15 דקות.שמרו על pH של 5 למשך ארבע שעות לפחות לפני השארת התגובה למשך הלילה. בבוקר, לא אמור להיות ניתן להבחין בכמעט שום מוצק בתמיסה. אין להגיב את החלקיקים יתר על המידה, שכן הם עלולים לאבד בהדרגה את המבנה הגבישי שלהם.שלב הבא, חלק את התמיה באופן שווה לשתי מבחנות צנטריפוגה וסבב אותן ב-27,000 gs למשך 10 דקות. הנוזל העליון מכיל את ה-ENCC וה-DCC. הפר את המשקע המיקרו-סיבי מהנוזל העליון ושקול את שניהם.אל הנוזל העליון, הוסיפו באיטיות 0.16 גרם אתנול לכל גרם של נוזל עליון תוך כדי ערבוב. פראקציית ה-ENCC תיווצר כמשקעת לבנה. לאחר מכן, השתמשו בסנטריפוגה למשך 10 דקות ב-3,000 gs כדי להפריד את ה-ENCC השקוף בעל מרקם ג'ל.שפכו את הנוזל העליון (supernatant). מהנוזל העליון, אספו את פראקציית ה-DCC באמצעות שיקוע עם ממס משותף (co-solvent precipitation). לאחר מכן, השתמשו בהליך הדיאליזה שתואר קודם לכן כדי לטהר הן את פראקציית ה-ENCC והן את פראקציית ה-DCC לפני המשך הניתוח.לאחר טיהור חלקיקי ה-ENCC וה-SNCC, הם נותחו באופן מעמיק יותר. כדי למדוד את תכולת המטען של ה-ENCC המטוהר, בוצע תיתור קונדוקטומטרי. ההתנהגות הקולואידית של NCC ו-ENCC הושפעה מהחוזק היוני וממה-pH.לאחר מכן, גודלם נבדק בריכוזי פוטסיום כלוריד ובערכי pH שונים. העיגולים מייצגים NCC, והריבועים מייצגים ENCC. הכוכבים מייצגים מדידות גודל באמצעות פיזור אור דינמי.מכיוון ש-SNCC הוא חלקיק ניטרלי, גודלו שונה על ידי הוספת פרופנול. תמונות ממיקרוסקופ אלקטרונים חודר (TEM) של ENCC ו-SNCC חשפו את מבניהם הדומים מיסודם. בזכות תכולה גבוהה של קבוצות קרבוקסיל, ENCC מסוגל להפריד כמות גבוהה של יוני נחושת ממערכות מימיות.ספקטרום FTIR שימש לחשיפת ההבדלים במבנה הכימי של שלושת השברים. NMR C13 של פאזה נוזלית שימש לניתוח השבר השלישי, או DCC. NMR C13 של פאזה מוצקה שימש להשוואה בין עיסת תאית, NCC ו-SNCC.ברגע שהטכניקה נשלטת, ניתן ליישמה בקלות תוך מספר שעות אם היא מבוצעת כראוי. במהלך ביצוע הפרוצדורה, חשוב לזכור להקפיד על זמני התגובה בעת הוספת הממסים. לאחר ביצוע פרוצדורה זו, ניתן לבצע פונקציונליזציות נוספות, כגון תגובה מבוססת השחלה (shift) להפקת תאית ננו-גבישית "שיערית" (hairy nanocrystalline cellulose) מסוג ker-hy-nick.לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום הננוטכנולוגיה לחקור ננו-חומרים ירוקים ובני-קיימא ליישומים מתקדמים. זכרו כי עבודה עם ריאגנטים תאיים, כגון periodate, hydrogen peroxide ו-sodium hydroxide, היא מסוכנת ביותר, ויש לנקוט באמצעי זהירות כגון לבישת חלוק מעבדה, משקפי מגן וכפפות בעת ביצוע הליך זה.

highly-stable-functional-hairy-nanoparticles-biopolymers-from-wood

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

במאמר זה, שיטת תפוקה גבוהה מוצג לסינתזה של אוליגוסכרידים ו חיבורן אל פני השטח של חלקיקים polyanhydride לשימוש נוסף מיקוד קולטנים ספציפיים על תאים מציגי אנטיגן.

תפוקה גבוהה סינתזה של פחמימות functionalization של חלקיקים Polyanhydride

גישה יעילה להכנת nanofibers מעוטר בקבוצות המסוגלים אינטראקציה ספציפית עם חלבונים תפקודיות מתוארת. הגישה דורשת 1 הכנת פולימרים פונקציונליים עם הקבוצה הפונקציונלית המתאימה. הפולימרים הפונקציונליים הם מפוברקים לnanofibers ידי electrospinning. היעילות של הכריכה של nanofibers עם חלבון ונלמדת על ידי מיקרוסקופיה confocal.

הליך לבודת Nanofibers Biofunctional

מטרתו של מחקר זה הייתה כדי ליצור דופן תא רקמות צמח סינטטי באמצעות הרכבה של סיבי nanocellulose ושכבה אחר שכבת ליגנין המבודד מורכב מתרחיפים מימיים לדלל. טכניקות מדידת פני השטח של microbalance גביש קוורץ ומיקרוסקופ כוח אטומי שימשו כדי לפקח על היווצרותו של חומר nanocomposite פולימר פולימר.

לקראת Biomimicking עץ: סרטים מפוברק חופשי עומדים בNanocellulose, ליגנין, וPolycation סינטטי

אנו מציגים שיטה חדשה לייצור מפוליאטילן סיבים טבעיים קצר נוקשה וחזק באמצעות תהליך יצירת נייר. תאית חיידקים פועלת בו זמנית כקלסר לסיבים הרופפים ומספקת קשיחות למפוליאטילן הסיבים. יכול להיות חדור מפוליאטילן אלה עם שרף לייצר חומרים מרוכבים היררכיים באמת ירוקים.

ייצור של תבניות ייצרו מראש חזקות סיבים טבעיים ניצול קטריאלי תאית כמו בינדר

חומרים פולימריים סופר-הידרופוביים דו-ממדיים ותלת-ממדיים מוכנים על ידי אלקטרו-ספינינג או ריסוס אלקטרו פולימרים מתכלים מעורבבים עם פולימר בעל אנרגיית פני שטח נמוכה יותר בעל הרכב דומה.

בודה חומרים פולימריים עבור יישומים ביו-הידרופובי

אנו מדווחים על יישום חכם של ננו-צינורות פחמן לייצוב קינטי של חלקיקי שומנים המכילים ננו-מבנים בהרכבה עצמית בליבותיהם. הכנת חלקיקי שומנים דורשת ריכוזים נמוכים למדי של ננו-צינורות פחמן המאפשרים את השימוש בהם ביישומים ביו-רפואיים כגון מתן תרופות.

הכנה קלילה של פנימית עצמית התאספו חלקיקים ליפידים מיוצב על ידי פחמן

מוצגת שיטה לפונקציונליזציה של ננו-צינורות פחמן עם שכבות אנקפסולציה פולימריות הניתנות לכוונון מבנה ואפיון מבני באמצעות פיזור נויטרונים בזווית קטנה.

Functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

מאמר זה מתאר תהליך עבור כוונון הצפיפות crosslinking ובגודל של covalently תפור חלקיקים מן ליניארית אחרים-פולימרים וסופולימרים המכיל פונקציונליות תליון. על-ידי התאמת הפרמטרים סינתזה (משקל מולקולרי פולימר, תליון פונקציונליות התאגדות, ושווי crosslinker), צפיפות crosslinking ובגודל הרצויים ננו-חלקיק יכולה להיות מושגת ליישומים משלוח סמים.

Nanosponge Tunability ב גודל וצפיפות Crosslinking

עץ מבוסס דלאיזיטון מייצג משקל מבטיח חדש, ביצועים גבוהים וחומר ביולוגי עם פוטנציאל רב להחליף באופן חלקי סיבים טבעיים מחוזק או סיבי זכוכית מחוזקים בעתיד. אנו כאן מציגים שתי נתיבי ייצור רב-תכליתי ולהדגים את האפשרות ליצור חלקים מורכבים מורכב.

ייצור ועיצוב עץ מבוסס ביצועים גבוהים מרוכבים

דוגמה לגישה של לולאה סגורה כלפי כלכלת חומרים מעגליים מתוארת כאן. מחזור בר קיימא שלם מוצג שבו פוליאסטרים חצי ארומטיים ביובסים מתוכננים על ידי פילמור, דה-פילוריזציה, ולאחר מכן מחדש עם שינויים קלים בלבד בתשואות שלהם או תכונות סופיות.

מיועד למיחזור מולקולרי: פולימר ביו-ביבסי חצי ארומטי שמקורו ב-ליגנין

אנו מתארים מתודולוגיות חדשניות ופשוטות של סינתזה ואפיון של חלקיקי ליגנין מיקרו ותת-מיקרון תואמים ביולוגית. ניסוחים אלה מספקים גישה קלה לשימוש בהטרופולימר, כמו גם חלופה לתכנון רציונלי של מטריצות נשא רב תכליתיות עם ישימות פוטנציאלית בביו-רפואה, טכנולוגיה פרמצבטית ותעשיית המזון.

סינתזה ירוקה, אפיון, אנקפסולציה ומדידה של פוטנציאל השחרור של חלקיקי מיקרו-/תת-מיקרון אלקליים ליגנין חדשים

חקור סינתזה של ננו-חלקיקים שעירים מסיבי תאית לייצור ביופולימרים פונקציונליים. שיטה זו מסייעת בפיתוח ננוטכנולוגיה קיימא וחומרים מתקדמים.

מאוד יציבים, חלקיקים שעירים פונקציונליים Biopolymers סיבי עץ: לקראת ננוטכנולוגיה קיימא

גלה סרטונים נוספים