Name: Microhoneycomb monolieten bereid door de unidirectionele vriesdrogen van Cellulose Nanofiber gebaseerd Sols: methode en uitbreidingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-24T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 20 s
Description: Leer de bereiding van microhoneycomb monolieten via unidirectioneel vriesdrogen van cellulose nanofiber sols. Deze methode maakt structurele controle mogelijk voor toepassingen in filtratie, katalysatoren en bioscaffolds.

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

playerTrialDesktop

Dit werk werd gesteund door de nationale fundamentele onderzoek programma van China (2014CB932400), National Natural Science Foundation of China (nrs. 51525204 en U1607206) en Shenzhen Basic onderzoeksproject (nr. JCYJ20150529164918735). Ook bedank wij Daicel-Allnex Ltd. en JSR Co. voor vriendelijk gegevensverstrekkende polyurethanen en styreen butadieenrubber, respectievelijk.

1. bereiding van 1 wt % 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl (TEMPO)-gemedieerde geoxideerde Cellulose Nanofiber (TOCN) Sol
Opmerking: De sol is gedefinieerd als een colloïdale suspensie van zeer kleine vaste deeltjes in een continue vloeistof.
<ol><li>Schorten 66,7 g Nadelholz gebleekt Kraft pulp (NBKP, met 12 g van cellulose) in 700 mL gedeïoniseerd water (DI) met een mechanische agitator bij 300 omwentelingen per minuut gedurende 20 minuten.</li>
	<li>Voeg 20 mL van waterige oplossing van de TEMPO (met 0,15 g TEMPO) en 20 mL van een waterige oplossing van NaBr (met 1.5 g van NaBr) langzaam aan het bovenstaande NBKP schorsing14,15.</li>
	<li>Breng de pH van de bovenstaande schorsing naar ongeveer 10.5 (gemeten met een pH-meter) met het langzaam toevoegen van 3,0 M NaOH oplossing.</li>
	<li>Voeg langzaam aan het bovenstaande mengsel om te beginnen met TEMPO-gemedieerde oxidatie ongeveer 63.8 g van waterige oplossing van NaClO (met 6-14 wt % actief chloor) met een pipet.</li>
	<li>Terwijl het toevoegen van NaClO, doorgaan met het toevoegen van de NaOH-oplossing om te houden van de pH van het systeem binnen het bereik van 10,0 tot ~ 10.5. Dit proces duurt ongeveer 2,5 uur.</li>
	<li>Spoel de TEMPO-gemedieerde geoxideerde cellulose vezels met DI water 3 keer (1200 mL DI water telkens) om de resterende NaClO, NaOH en andere chemicaliën te verwijderen.</li>
	<li>Behandel de pasta met een krachtige mechanische blender brokkelt de geoxideerde cellulose vezels in nanofibers. Verrichten de mechanische behandeling zorgvuldig meerdere malen begeleid met een toevoeging van gelijke hoeveelheid water. Tot slot wordt een 1 wt % TEMPO-gemedieerde geoxideerde cellulose nanofiber (TOCN) sol verkregen. De TOCNs hebben een diameter van 4 tot ~ 6 nm en een lengte van 0,5 tot ~ 2 μm.</li>
	<li>Bewaar de 1 wt % TOCN sol bij 4 ° C (cellulose nanofibers de neiging te rotten bij een omgevingstemperatuur).</li>
</ol>2. voorbereiding van de TOCN-styreen butadieenrubber (SBR) gemengd Sol
<ol><li>Voeg 0.21 g SBR colloid (48.5 wt %) in 10 g 1 wt % TOCN sol (stap 11,7.) in een glas ketel van 20 mL.</li>
	<li>Het bovenstaande mengsel gedurende 3 minuten doorroeren met een vortex-mixer op het energieniveau van 6 te bereiken een gelijkmatig verspreide sol. winkel de bovenstaande mengsel sol bij 4 ° C vóór gebruik.</li>
</ol>3. bereiding van TOCN-TiO2 gemengd Sol
<ol><li>Voeg 0,1 g van TiO2 nanodeeltjes (met een gemiddelde deeltjesgrootte van 20 nm) in 10 g 1 wt % TOCN sol in een glas ketel van 20 mL.</li>
	<li>Het bovenstaande mengsel met een homogenizer gedurende 10 minuten tot een gelijkmatig gemengd sol. uitvoeren dit 10 min-proces met tussenpozen, omdat een aanzienlijke hoeveelheid warmte wordt gegenereerd in het proces en leidt tot de opkomst van de temperatuur, die kan worden afgebroken TOCNs doorroeren. Bewaar het mengsel sol bij 4 ° C vóór gebruik.</li>
</ol>4. bereiding van TOCN-oppervlak geoxideerd gemengd Sols koolstofvezel (SOCF)
<ol><li>Terugvloeiing 1,7 g van koolstofvezel (300 mesh, met een diameter van 5.5 tot ~6.0 micrometer en een lengte van ongeveer 50 μm) in 150 mL geconcentreerd salpeterzuur bij 60 ° C gedurende 6 uur te bereiken SOCF16. Voeg 0.01 g van de bovenstaande SOCF in 10 g 1 wt % TOCN sol binnen een 20 mL glas vaartuig.</li>
	<li>Shake-mix het bovenstaande mengsel, en ultra-Bewerk ultrasone trillingen ten het mengsel gedurende 5 minuten om een gelijkmatig gemengd sol. winkel de sol mengsel bij 4 ° C vóór gebruik.</li>
</ol>5. bereiding van Microhoneycomb monoliet van de 1 wt % TOCN Sol (aangeduid met massief VERNAGELDE houten muren-TOCN)
<ol><li>Laad een polypropyleen (PP) buis (met een inwendige diameter van 13 mm, een buitendiameter van 15 mm en een lengte van 150 mm) met glaskralen en vul de onderste 5 cm gedeelte van de buis-13.</li>
	<li>Laden van een bepaald bedrag (het bedrag wordt niet gecontroleerd voor elke keer, maar het is gewoonlijk groter dan 2,7 mL om ervoor te zorgen het daaropvolgende snijproces) van de 1 wt % TOCN sol in de bovenstaande PP buis bevattende glazen bolletjes. Opmerking: TOCN sol was direct gevuld in de PP buis zonder gieten in glaskralen voor de studie van het effect van de afstand die geweest bij de unidirectionele vriesproces betrokken is. In dit geval was de hoeveelheid TOCN sol 11 mL.</li>
	<li>Verwijder voorzichtig de belletjes die kunnen zijn gegenereerd tijdens het laden van de sol. Houd de PP buis met de TOCN sol bij 4 ° C's nachts vóór gebruik.</li>
	<li>Bevestig de bovenstaande PP buis met de TOCN sol aan de dompelen machine die wordt gebruikt voor unidirectionele bevriezing. De relevante parameters instellen en beginnen met de PP buis dompelen in een thermo kruik met vloeibare stikstof (196 ° c.) met een constante snelheid van 50 cm h-1 (Figuur 1).</li>
	<li>Snij het PP buis gedeelte met een zaag, en barst het bevroren TOCN sol deel in verschillende secties. Bevriezen droog deze secties met een freeze-drying machine bij-10 ° C gedurende 1 dag, dan bij-5 ° C gedurende 1 dag, en ten slotte bij 0 ° C voor 1 dag. De MASSIEF VERNAGELDE houten muren-TOCN werd verkregen als wit-gekleurde monolieten (Figuur 1).</li>
</ol>6. bereiding van Microhoneycomb monoliet van de TOCN-SBR gemengd Sol (aangeduid met massief VERNAGELDE houten muren-TOCN/SBR) en TOCN-TiO2 gemengd Sol (aangeduid met massief VERNAGELDE houten muren-TOCN/TiO2 )
<ol><li>Laden van polypropyleen (PP) buizen (met een inwendige diameter van 13 mm, een buitendiameter van 15 mm en een lengte van 150 mm) met glaskralen, vullen de onderste 5 cm gedeelte van de buizen. Opmerking: De glazen bolletjes worden gebruikt ter dekking van het gebied waar wankele ijs kristalgroei voorkomt, te bereiken van uniforme morfologie van het resulterende monster. Zowel de grootte en oppervlakte eigenschap van de glasparels hebben geen invloed op de morfologie van het resulterende monster.</li>
	<li>Laden van zekere (het bedrag wordt niet gecontroleerd voor elke keer, maar het is gewoonlijk groter dan 2,7 mL om ervoor te zorgen het daaropvolgende snijproces) van de TOCN-SBR sol of TOCN-TiO2 gemengd gemengde sol in de PP buizen met glaskralen.</li>
	<li>Verwijder voorzichtig de belletjes die kunnen zijn gegenereerd tijdens het laden van de sol. Houd de PP-buizen met de bovenstaande gemengd sol bij 4 ° C's nachts vóór gebruik.</li>
	<li>Bevestig de PP-buizen met de bovenstaande gemengd sols aan de dompelen machine die wordt gebruikt voor unidirectionele bevriezing. De relevante parameters instellen en beginnen met de PP buis dompelen in een tank met vloeibare stikstof (196 ° c.) met een constante snelheid van 20 cm h-1.</li>
	<li>Snij het PP buis gedeelte met een zaag, en barst van de bevroren TOCN-SBR gemengd sol deel in verschillende secties.</li>
	<li>Bevriezen droog deze secties met een freeze-drying machine bij-10 ° C gedurende 1 dag, dan bij-5 ° C gedurende 1 dag, en ten slotte bij 0 ° C voor 1 dag. De MASSIEF VERNAGELDE houten muren-TOCN/SBR en MASSIEF VERNAGELDE houten muren-TOCN/TiO2 werden verkregen als witte monolieten.</li>
</ol>7. bereiding van Microhoneycomb monoliet van de TOCN-SOCF gemengd Sol (aangeduid met massief VERNAGELDE houten muren-TOCN/SOCF)
<ol><li>Laad een polypropyleen (PP) buis met (een inwendige diameter van 13 mm) en een buitendiameter van 15 mm en een lengte van 150 mm met glaskralen, vullen de onderste 5 cm gedeelte van de buis.</li>
	<li>Laden van zekere (het bedrag wordt niet gecontroleerd voor elke keer, maar het is gewoonlijk groter dan 2,7 mL om ervoor te zorgen het daaropvolgende snijproces) van de TOCN-SOCF gemengd sol in de bovenstaande PP buis bevattende glazen bolletjes.</li>
	<li>Verwijder voorzichtig de belletjes die kunnen zijn gegenereerd tijdens het laden van de sol. Houd de PP buis met het bovenstaande gemengd sol bij 4 ° C's nachts vóór gebruik.</li>
	<li>Bevestig de PP buis met het bovenstaande gemengd sol aan de dompelen machine die wordt gebruikt voor unidirectionele bevriezing. De relevante parameters instellen en beginnen met de PP buis dompelen in een tank met vloeibare stikstof (196 ° c.) met een constante snelheid van 20 cm h-1.</li>
	<li>Snij het PP buis gedeelte met een zaag, en barst het bevroren gedeelte van de TOCN-SOCF sol in verschillende secties. Bevriezen droog deze secties met een freeze-drying machine bij-10 ° C gedurende 1 dag, dan bij-5 ° C gedurende 1 dag, en ten slotte bij 0 ° C voor 1 dag. De MASSIEF VERNAGELDE houten muren-TOCN/SOCF werd verkregen als een wit-grijs-monoliet.</li>
</ol>

<ol><li>Nishihara, H., Mukai, S. R., Yamashita, D., Tamon, H. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm048725f">Ordered macroporous silica by ice templating.</a> Chem. Mater. 17, 683-689 (2005).</li>
<li>Mukai, S. R., Nishihara, H., Yoshida, T., Taniguchi, K., Tamon, H. <a target="_blank" href="https://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/handle/2433/5935">Morphology of resorcinol-formaldehyde gels obtained through ice-templating.</a> Carbon. 43 (7), 1563-1565 (2005).</li>
<li>Mukai, S. R., Nishihara, H., Tamon, H. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10563-006-9015-8">Porous microfibers and microhoneycombs synthesized by ice templating.</a> Catal. Surv. Asia. 10 (3-4), 161-171 (2006).</li>
<li>Nishihara, H., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2006/jm/b604780g">Preparation of monolithic SiO2-Al2O3 cryogels with inter-connected macropores through ice templating.</a> J. Mater. Chem. 16 (31), 3231-3236 (2006).</li>
<li>Mukai, S. R., Mitani, K., Murata, S., Nishihara, H., Tamon, H. <a target="_blank" href="https://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/bitstream/2115/43933/1/MCP123-2-3_347-350.pdf">Assembling of nanoparticles using ice crystals.</a> Mater. Chem. Phys. 123 (2), 347-350 (2010).</li>
<li>Cui, K., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz401242a">Self-assembled microhoneycomb network of single-walled carbon nanotubes for solar cells.</a> J. Phy. Chem. Lett. 4 (15), 2571-2576 (2013).</li>
<li>Xu, T., Wang, C. -A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221916301583">Effect of two-step sintering on micro-honeycomb BaTiO3 ceramics prepared by freeze-casting process.</a> J. Eur. Ceram. Soc. 36 (10), 2647-2652 (2016).</li>
<li>Yoshida, S., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.iecr.6b05001">CO2 Separation in a flow system by silica microhoneycombs loaded with an ionic liquid prepared by the ice-templating method.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 56 (10), 2834-2839 (2017).</li>
<li>Mukai, S. R., Nishihara, H., Tamon, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+monolithic+silica+gel+microhoneycombs+%28SMHs%29+using+pseudosteady+state+growth+of+microstructural+ice+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Formation of monolithic silica gel microhoneycombs (SMHs) using pseudosteady state growth of microstructural ice crystals.</a> Chem. Commun. (7), 874-875 (2004).</li>
<li>Gutie´rrez, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp0714365">Macroporous 3D Architectures of Self-Assembled MWCNT Surface Decorated with Pt Nanoparticles as Anodes for a Direct Methanol Fuel Cell.</a> J. Phys. Chem. C. 111, 5557-5560 (2007).</li>
<li>Mukai, S. R., Nishihara, H., Tamon, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181108001741">Morphology maps of ice-templated silica gels derived from silica hydrogels and hydrosols.</a> Micropor. Mesopor. Mat. 116 (1-3), 166-170 (2008).</li>
<li>Okaji, R., Taki, K., Nagamine, S., Ohshima, M. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.36443/abstract">Preparation of porous honeycomb monolith from UV-curable monomer/dioxane solution via unidirectional freezing and UV irradiation.</a> J. Appl. Polym. Sci. 125 (4), 2874-2881 (2012).</li>
<li>Pan, Z. -Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+nanofiber+as+a+distinct+structure-directing+agent+for+xylem-like+microhoneycomb+monoliths+by+unidirectional+freeze-drying%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Cellulose nanofiber as a distinct structure-directing agent for xylem-like microhoneycomb monoliths by unidirectional freeze-drying.</a> ACS Nano. 10 (12), 10689-10697 (2016).</li>
<li>Saito, T., Nishiyama, Y., Putaux, J. -L., Vigon, M., Isogai, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homogeneous+Suspensions+of+Individualized+Microfibrils+from+TEMPO-Catalyzed+Oxidation+of+Native+Cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Homogeneous Suspensions of Individualized Microfibrils from TEMPO-Catalyzed Oxidation of Native Cellulose.</a> Biomacromolecules. 7 (6), 1687-1691 (2006).</li>
<li>Saito, T., Kimura, S., Nishiyama, Y., Isogai, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+Nanofibers+Prepared+by+TEMPO-Mediated+Oxidation+of+Native+Cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Cellulose Nanofibers Prepared by TEMPO-Mediated Oxidation of Native Cellulose.</a> Biomacromolecules. 8, 2485-2491 (2007).</li>
<li>Bekyarova, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiscale+carbon+nanotube%E2%88%92+carbon+fiber+reinforcement+for+advanced+epoxy+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Multiscale carbon nanotube− carbon fiber reinforcement for advanced epoxy composites.</a> Langmuir. 23, 3970-3974 (2007).</li>
<li>Nishihara, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNishihara%2C+H+%22Study+on+the+simultaneous+control+of+the+nanostructure+and+morphology+of+the+porous+materials+prepared+via+the+ice-templating+method+%5BD%5D%22">Study on the simultaneous control of the nanostructure and morphology of the porous materials prepared via the ice-templating method [D]</a>. , Kyoto University. Kyoto. (in Japanese) (2005).</li>
<li>Zhang, R., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-014-0508-x">Three-dimensional porous graphene sponges assembled with the combination of surfactant and freeze-drying.</a> Nano Research. 7 (10), 1477-1487 (2014).</li>
<li>Tao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+ultrahigh+volumetric+capacitance%3A+graphene+derived+highly+dense+but+porous+carbons+for+supercapacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Towards ultrahigh volumetric capacitance: graphene derived highly dense but porous carbons for supercapacitors.</a> Sci. Rep. 3, 2975(2013).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De meest kritische stap voor de verwezenlijking van de MHMs is de unidirectionele bevriezing stap, tijdens welke water stolt om te vormen in kolomvorm ijskristallen en duw de dispersoid opzij naar het kader vormen. De unidirectionele vriesproces omvat in principe thermische overdracht tussen de voorloper sol en de koelvloeistof. In onze opstelling, werd een onderdompelende machine gebruikt voor het invoegen van een PP buis met een sol voorloper in de koelvloeistof (vloeibare stikstof) met een constante snelheid. Omdat vl...

Als een gloednieuwe materiaal, heeft microhoneycomb monoliet (aangeduid door MHM) onlangs trok enorme aandacht van multidisciplinaire velden1,2,3,4,5, 6 , 7 , 8. the MASSIEF VERNAGELDE houten muren werd voor het eerst bereid door S. Mukai et al. door middel van een gewijzigde unidirectionele trekkers (UDF) aanpak als een monoliet met een scala aan rechte microchannels met honingraat-achtige kruissecties9. Massief Vernagelde houten muren bezit de algemene voordelen van honingraat structuren, dat wil zeggen, efficiënte mozaïekpatroon, hoge kracht-gewichtsverhouding en lage drukval. Bovendien heeft in vergelijking met de honingraat-monoliet met een grotere omvang van het kanaal, de MASSIEF VERNAGELDE houten muren een veel grotere specifieke oppervlakte. De UDF-methode houdt de unidirectionele groei van ijskristallen en gelijktijdige fase-separatie zichtbaar op bevriezing. Na de verwijdering van de ijskristallen, wordt een solide component gevormd door het ijs kristal verkregen. De morfologie gevormd na de fasescheiding is afhankelijk van de intrinsieke aard van de voorloper (sol of gel), en in de meeste gevallen, lamel10, vezel11en fishbone12 structuren dreigen te vormen in plaats van de MHMs. Dientengevolge, de vorming van MHMs heeft gemeld slechts in beperkte precursoren, en dit heeft de diversiteit van hun chemische eigendommen aanzienlijk bemoeilijkt. We hebben onlangs geconstateerd dat cellulose nanofibers een sterke structuur-leiding functie naar de vorming van de structuur van de MASSIEF VERNAGELDE houten muren door de UDF proces13. Gewoon door het mengen van de cellulose nanofibers met andere componenten van het water waarin het zich verspreidt, is het mogelijk om voor te bereiden een verscheidenheid van MHMs met verschillende chemische eigenschappen. Bovendien zijn hun exterieur vormen en kanaal maten flexibel en gemakkelijk gecontroleerde13. MHMs moeten dus worden gebruikt als filters, katalysator ondersteunt, stroom-type elektroden, sensoren en steigers voor biomaterialen.
In dit document, hebben we eerst de techniek van de fundamentele voorbereiding van MHMs uitleggen van de waterige dispersie van cellulose nanofibers door het proces van de UDF in detail. Bovendien tonen we de voorbereiding van verschillende soorten samengestelde MHMs.

<table><tbody><tr><td>Nadelholz Bleached Kraft Pulp</td><td>Seioko PMC company</td><td>CSF=600</td><td></td></tr><tr><td>TEMPO</td><td>Macklin Inc.</td><td>T819129</td><td>98%</td></tr><tr><td>NaBr</td><td>Macklin Inc.</td><td>S818075</td><td>AR, 99%</td></tr><tr><td>NaClO</td><td>Aladin Inc.</td><td>S101636</td><td>6-14 wt% active chlorine basis</td></tr><tr><td>SBR colloid</td><td>JSR corp.</td><td>TRD102A</td><td>48.5 wt%</td></tr><tr><td>TiO2</td><td>Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.</td><td>A63725402</td><td>crystalline anatase phase</td></tr><tr><td>carbon fiber</td><td>Shenzhen Xian&rsquo;gu Ltd.</td><td>XGCP-300</td><td></td></tr><tr><td>Nitric acid</td><td>Huada Reagent Ltd.</td><td>7697-37-2</td><td>65-68 wt%</td></tr><tr><td>Mixer</td><td>Scientific Industries, Inc</td><td>G-560</td><td>the mixer&nbsp;</td></tr><tr><td>Mechanical blender</td><td>Waring Lab Ltd.</td><td>MX1000XTX</td><td>Voor het desintegreren van cellulosebundels in nanovezels.</td></tr><tr><td>Homogenizer</td><td>Scientz Ltd.</td><td>HXF-DY</td><td>Voor het dispergeren van TiO2 nanodeeltjes</td></tr><tr><td>pH meter&nbsp;</td><td>Horiba Ltd.</td><td>F-74BW</td><td></td></tr></tbody></table>

microhoneycomb monolieten bereid door de unidirectionele vriesdrogen van cellulose nanofiber gebaseerd sols: methode en uitbreidingen

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Monolithische honingraat structuren zijn aantrekkelijk voor multidisciplinaire velden vanwege hun hoge kracht-gewichtsverhouding. In het bijzonder worden microhoneycomb monolieten (MHMs) met micrometer-schaal kanalen verwacht als efficiënte platforms voor reacties en scheidingen vanwege hun grote oppervlaktes. Tot nu toe zijn MHMs vervaardigd door een unidirectionele trekkers (UDF) methode slechts van zeer beperkte precursoren. Hierin, rapporteren we een protocol waarbij een reeks van MHMs bestaande uit verschillende componenten kan worden verkregen. Onlangs vonden we die cellulose nanofibers functie als een afzonderlijke structuur-leiding agent op weg naar de vorming van MHMs door de UDF-proces. Door het mengen van de cellulose nanofibers met water oplosbare stoffen die MHMs opleveren, kan een verscheidenheid van samengestelde MHMs bereid worden. Dit aanzienlijk verrijkt de chemische samenstelling van MHMs naar veelzijdige toepassingen.

De morphologies voor de verschillende posities van de MASSIEF VERNAGELDE houten muren-TOCN in de richting van unidirectionele bevriezing worden onderzocht en afgebeeld in Figuur 2. Met het standpunt wordt verder weg van het onderste gedeelte van het Massief Vernagelde houten muren-TOCN, een geleidelijke morfologie verandering werd geopenbaard (Figuur 2, discussie). Door de invoering van een tweede element in de T...

Hier presenteren we een algemeen protocol ter voorbereiding van een verscheidenheid van microhoneycomb monolieten (MHMs) in welke vloeistof met een extreem lage drukval passeren kan. MHMs verkregen moeten worden gebruikt als filters, katalysator ondersteunt, stroom-type elektroden, sensoren en steigers voor biomaterialen.

Microhoneycomb monolieten bereid door de unidirectionele vriesdrogen van Cellulose Nanofiber gebaseerd Sols: methode en uitbreidingen

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen over het bereiken van functionele MHM-materialen voor toepassingen zoals filtratie, katalysatorondersteuning, flow-type batterijen, sensoren en bio-scaffolds. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het gebruikmaakt van de structuurrichtende functie van cellulosenanovezels en constitutionele controle van de beoogde MHM's kan realiseren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen over het bereiken van functionele MHM-materialen voor toepassingen zoals filtratie, katalysatorondersteuning, flow-type batterijen, sensoren en bio-scaffolds.Het demonstreren van de procedure met mijzelf en Cong Wang, een afgestudeerde student van ons laboratorium. Om te beginnen met het bereiden van het tempo-gemedieerde geoxideerde cellulosenanovezelsol, combineer eerst 66,7 gram gebleekt softwood kraftpulp met 700 microliter gedeïoniseerd water. Roer het mengsel 20 minuten bij 300 rpm mechanisch.Voeg in de loop van een minuut langzaam toe aan de roerende kraftpulpsuspensie 20 milliliter van een 7,5 gram per liter waterige tempo-oplossing en 75 gram per liter waterige natriumbromidoplossing. Begin de pH van het

microhoneycomb-monoliths-prepared-unidirectional-freeze-drying

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Hier laten we zien hoe thermoplastische microfluïdische chips met behulp van hete embossing en warmte afdichting fabriceren. Dan laten we zien hoe de in situ licht gericht oppervlak enten en polymerisatie gebruik door de afgesloten chip aan de composiet vaste fase kolommen te vormen.

Fabricage van de Thermoplastic Microfluïdische Kanalen

We presenteren methoden voor de productie van een patroon microstructuren van verticaal uitgelijnde koolstof nanobuisjes (CNTs), en hun gebruik als master mallen voor de productie van polymeer microstructuren met georganiseerde nanoschaal oppervlaktestructuur. De CNT bossen verdicht door condensatie van oplosmiddel op het substraat, die aanzienlijk verhoogt de pakkingsdichtheid en maakt zelfsturend vorming van 3D-vormen.

Fabrication, verdichting, en Replica Molding van 3D Carbon Nanotube Microstructuren

Het doel van dit onderzoek was om synthetische plantencelwand weefsel te vormen met behulp van laag-voor-laag assemblage van nanocellulose fibrillen en geïsoleerde lignine samengesteld uit verdunde waterige suspensies. Oppervlakte meettechnieken kwartskristal microbalans en atomic force microscopie werden gebruikt om de vorming van de polymeer-polymeer nanocomposiet controleren.

Richting biomimetische Hout: Fabricated Vrijstaande Films van nanocellulose, Lignine, en een synthetische polycation

Syntheseschema's om zeer stabiele haarvormige nanodeeltjes op basis van houtvezels en functionele biopolymeren op basis van cellulose zijn gedetailleerd beschreven.

Sterk Stabiel, Functioneel Hairy Nanodeeltjes en Biopolymeren uit houtvezels: Towards Sustainable Nanotechnologie

Een werkwijze voor het drogen geïnduceerde zelfintegratie van megamolecular biopolymeren op de lucht-vloeistof grensvlak kristallijn is hier voorzien. Deze methodologie zal niet alleen nuttig zijn voor het begrijpen van de macroscopische mogelijkheden van biopolymeren, maar ook als een evaluatiemethode voor de zachte materialen in biomedische en milieugebied.

Methoden voor de Self-integratie van Megamolecular Biopolymeren op de drooglucht-LC Interface

Gepresenteerd is een eenvoudige methode om het fabriceren van nano-micro multiscale structuren, voor functionele oppervlakken, door samenvoeging van nanofibers die zijn vervaardigd met behulp van een filter anodic aluminium oxide.

Multiscale structuren samengevoegd door ingeprinte Nanofibers voor functionele oppervlakken

Een synthesemethode voor cellulose nano vezel biotemplated Palladium composiet aerogels wordt gepresenteerd. De resulterende samengestelde Aerogel-materialen bieden mogelijkheden voor katalyse-, sensing-en waterstof gasopslagtoepassingen.

Synthesemethode voor cellulose nano vezel Biotemplated Palladium composiet Aerogels

De drie essentiële stappen van dit protocol zijn i) ontwikkeling van de juiste samenstelling en consistentie van de cellulose hydrogel inkt, ii) 3D printen van steigers in diverse poriën structuren met trouw van goede vorm en de afmetingen en de iii) demonstratie van de mechanische eigenschappen in gesimuleerde lichaam voorwaarden voor regeneratie van het kraakbeen.

3D afgedrukt poreuze Cellulose nanocomposietmaterialen Hydrogel steigers

Hier is een protocol voor celkweek op siliciumnitride membranen en Plunge-bevriezing voorafgaand aan röntgenfluorescentie Imaging met een Synchrotron cryogene X-Ray nanoprobe. Wanneer alleen kamertemperatuur nano-analyse wordt verstrekt, kunnen de bevroren monsters verder gevriesdroogd worden. Dit zijn cruciale stappen om informatie te verkrijgen over de intracellulaire Elemental Composition.

Celkweek op siliciumnitride membranen en Cryopreparation voor Synchrotron X-Ray fluorescentie nano-analyse

De toepassing van steunlagen op cryogene elektronenmicroscopie (cryoEM)-roosters kan de deeltjesdichtheid verhogen, interacties met de lucht-waterinterface beperken, door bundels geïnduceerde beweging verminderen en de verdeling van deeltjesoriëntaties verbeteren. Dit artikel beschrijft een robuust protocol voor het coaten van cryoEM-roosters met een monolaag grafeen voor een betere voorbereiding van cryomonsters.

Toepassing van monolaag grafeen op cryo-elektronenmicroscopieroosters voor structuurbepaling met hoge resolutie

Leer de bereiding van microhoneycomb monolieten via unidirectioneel vriesdrogen van cellulose nanofiber sols. Deze methode maakt structurele controle mogelijk voor toepassingen in filtratie, katalysatoren en bioscaffolds.

Microhoneycomb monolieten bereid door de unidirectionele vriesdrogen van Cellulose Nanofiber gebaseerd Sols: methode en uitbreidingen (Video) | JoVE Journal

Microhoneycomb monolieten bereid door de unidirectionele vriesdrogen van Cellulose Nanofiber gebaseerd Sols: methode en uitbreidingen

Meer video's verkennen