Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wysoce stabilne, funkcjonalne włochate nanocząstki i biopolimery z włókien drzewnych: w kierunku zrównoważonej nanotechnologii

11.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54133

⸱

20 lipca 2016

 ,  ,  , 
1Department of Chemistry, McGill University, 2Center for Self-Assembled Chemical Structures (CSACS), McGill University, 3Pulp and Paper Research Center, McGill University

W tym artykule

Podsumowanie

Schematy syntezy w celu przygotowania wysoce stabilnych nanocząsteczek włochatych na bazie włókien drzewnych i funkcjonalnych biopolimerów na bazie celulozy zostały szczegółowo opisane.

Streszczenie

Nanocząstki, jako jeden z kluczowych materiałów w nanotechnologii i nanomedycynie, zyskały znaczące znaczenie w ciągu ostatniej dekady. Podczas gdy nanocząstki na bazie metali kojarzą się z problemami syntetycznymi i środowiskowymi, celuloza stanowi zieloną, zrównoważoną alternatywę dla syntezy nanocząstek. W tym miejscu przedstawiamy procedury syntezy chemicznej i separacji w celu wytworzenia nowych klas włochatych nanocząstek (zawierających zarówno obszary amorficzne, jak i krystaliczne) oraz biopolimerów na bazie włókien drzewnych. Poprzez okresowe utlenianie miękkiej miazgi drzewnej pierścień glukozowy celulozy jest otwierany w wiązaniu C2-C3, tworząc grupy 2,3-dialdehydowe. Dalsze podgrzewanie częściowo utlenionych włókien (np. T = 80 °C) daje trzy produkty, a mianowicie włóknistą utlenioną celulozę, sterycznie stabilizowaną celulozę nanokrystaliczną (SNCC) i rozpuszczoną celulozę modyfikowaną dialdehydem (DAMC), które są dobrze oddzielone przez przerywane wirowanie i dodawanie współrozpuszczalnika. Częściowo utlenione włókna (bez podgrzewania) zastosowano jako wysoce reaktywny półprodukt do reakcji z chlorynem w celu przekształcenia prawie wszystkich grup aldehydowych w grupy karboksylowe. Jednoczesne wytrącanie i wirowanie skutkowało elektrosterycznie stabilizowaną celulozą nanokrystaliczną (ENCC) i dikarboksylowaną celulozą (DCC). Zawartość aldehydu w SNCC, a co za tym idzie ładunek powierzchniowy ENCC (zawartość karboksylu) były precyzyjnie kontrolowane poprzez kontrolowanie czasu reakcji utleniania periodycznego, w wyniku czego uzyskano wysoce stabilne nanocząstki zawierające więcej niż 7 mmol grup funkcyjnych na gram nanocząstek (np. w porównaniu z konwencjonalnym łożyskiem NCC << 1 mmol grupy funkcyjnej/g). Mikroskopia sił atomowych (AFM), transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM) i skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) potwierdziły morfologię przypominającą pręcik. Miareczkowanie konduktometryczne, spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), magnetyczny rezonans jądrowy (NMR), dynamiczne rozpraszanie światła (DLS), amplituda elektrokinetyczna i akustyczna (ESA) oraz spektroskopia tłumienia akustycznego rzucają światło na doskonałe właściwości tych nanomateriałów.

Wprowadzenie

Celuloza, jako najobficiej występujący biopolimer na świecie, była ostatnio podawana jako kluczowy surowiec do produkcji krystalicznych nanocząstek zwanych celulozą nanokrystaliczną (NCC, znaną również jako nanokryształy celulozy CNC)1. Aby zrozumieć mechanizm syntezy NCC, należy zbadać strukturę włókien celulozowych. Celuloza jest liniowym i polirozproszonym polimerem zawierającym reszty poli-beta(1,4)-D-glukozy2. Pierścienie cukrowe w każdym monomerze są połączone tlenem glikozydowym, tworząc łańcuchy (1-1,5) x 104 jednostek glukopiranozy2,3, wprowadzając naprzemienne części krystaliczne i nieuporządkowane, amorficzne obszary, po raz pierwszy opisane przez Nageli i Schwendener2,4. W zależności od źródła, krystaliczne części celulozy mogą przyjmować różne polimorfy5.

Jeśli włókno celulozowe zostanie potraktowane mocnym kwasem, takim jak kwas siarkowy, faza amorficzna może zostać całkowicie zhydrolizowana, aby rozbić polimer i wytworzyć krystaliczne cząstki o różnym współczynniku proporcji w zależności od źródła (np. drewno i bawełna dają więcej niż 90% krystalicznych nanoprętów o szerokości ~ 5-10 nm i długości ~ 100-300 nm, podczas gdy tunikina, bakterie i glony wytwarzają NCC o szerokości od 5 do 60 nm i długości od 100 nm do kilku mikrometrów)6. Czytelnicy są odsyłani do ogromnej ilości dostępnej literatury na temat naukowych i inżynieryjnych aspektów tych nanomateriałów2,5,7-16. Pomimo wielu interesujących właściwości tych nanocząstek, ich stabilność koloidalna zawsze stanowiła problem przy wysokich stężeniach soli i wysokim/niskim pH ze względu na stosunkowo niską zawartość ładunku powierzchniowego (poniżej 1 mmol/g)17.

Zamiast silnej hydrolizy kwasowej, włókna celulozowe mogą być traktowane środkiem utleniającym (periodatem), rozszczepiając wiązanie C2-C3 w resztach anhydro D-glukopiranozy, tworząc jednostki 2,3-dialdehydu bez znaczących reakcji ubocznych18,19. Te częściowo utlenione włókna mogą być wykorzystywane jako cenny materiał pośredni do produkcji nanocząstek zawierających zarówno amorficzne, jak i krystaliczne obszary (owłosione celulozy nanokrystaliczne) przy użyciu wyłącznie reakcji chemicznych bez mechanicznego ścinania lub ultradźwięków20. Gdy częściowy stopień utlenienia DS < 2, ogrzewanie utlenionych włókien powoduje powstanie trzech partii produktów, a mianowicie celulozy włóknistej, dyspergowanych w wodzie nanowąsów z dialdehydu zwanego sterylnie stabilizowaną celulozą nanokrystaliczną (SNCC) i rozpuszczonej celulozy modyfikowanej dialdehydem (DAMC), które można wyizolować poprzez precyzyjną kontrolę dodawania współrozpuszczalnika i przerywane wirowanie21.

Przeprowadzanie kontrolowanego utleniania chlorytu na częściowo utlenionych włóknach przekształca prawie wszystkie grupy aldehydowe w jednostki karboksylowe, które mogą wprowadzić nawet 7 mmol grup COOH na gram nanokrystalicznej celulozy, w zależności od zawartości aldehydu18, działając jako stabilizatory. Te nanocząstki nazywane są stabilizowaną elektrosterycznie celulozą nanokrystaliczną (ENCC). Co więcej, potwierdzono, że na ENCC17 znajdują się miękkie warstwy naładowanych, przypominających włosy wystających łańcuchów. Materiał ten został wykorzystany jako wysoce wydajny adsorbent do wymiatania jonów metali ciężkich22. Ładunek tych nanocząstek może być precyzyjnie kontrolowany poprzez kontrolowanie okresowego czasu reakcji23.

Pomimo znanych reakcji utleniania celulozy, produkcja SNCC i ENCC nigdy nie została zgłoszona przez inne grupy badawcze, najprawdopodobniej z powodu problemów z separacją. Udało nam się z powodzeniem zsyntetyzować i wyizolować różne frakcje nanoproduktów dzięki precyzyjnemu zaprojektowaniu etapów reakcji i separacji. Ten artykuł wizualny pokazuje ze szczegółami, jak odtwarzalnie przygotować i scharakteryzować wyżej wymienione nowe nanowąsy zawierające zarówno amorficzne, jak i krystaliczne części z włókien drzewnych. Ten samouczek może być atutem dla aktywnych badaczy w dziedzinie miękkich materiałów, nauk biologicznych i medycznych, nanotechnologii i nanofotoniki, nauk o środowisku i inżynierii oraz fizyki.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

UWAGA: Przeczytaj karty charakterystyki (MSDS) wszystkich substancji chemicznych przed ich dotknięciem. Wiele chemikaliów używanych w tej pracy może powodować poważne szkody zdrowotne. Stosowanie środków ochrony osobistej, takich jak fartuch laboratoryjny, rękawice i gogle, jest koniecznością. Nie zapominaj, że bezpieczeństwo jest najważniejsze. Woda używana podczas syntezy to woda destylowana.

1. Przygotowanie częściowo utlenionych włókien jako produktu pośredniego

  1. Rozerwij 4 g arkuszy pulpy z drewna iglastego Q-90 na małe kawałki o wymiarach około 2 x 2cm2.
  2. Namocz podarte arkusze miazgi w wodzie przez co najmniej jeden dzień.
  3. Rozdrobnić mokrą miazgę za pomocą mechanicznego rozdrabniacza, aby uzyskać prawie jednolitą dyspersję.
  4. Aby zmontować filtr próżniowy, należy zabezpieczyć filtr nylonowy w lejku Buchnera i umieścić lejek w kolbie filtracyjnej. Następnie podłącz kolbę filtracyjną do pompy próżniowej za pomocą odpowiednich przewodów. Włącz pompę i wlej rozdrobniony roztwór miazgi do lejka, aby oddzielić miazgę od cieczy.
  5. Zmierzyć masę mokrej masy miazgowej (m1) i obliczyć ilość wchłoniętej wody przez miazgę: mw,1 = m1 - 4.
  6. Przygotowanie roztworu utleniającego periodat
    1. Do syntezy SNCC/DAMC: oddzielnie rozpuścić 2,64 g periodynianu sodu (NaIO4) i 15,48 g chlorku sodu (NaCl) w 200 mw, 1 ml wody.
    2. Do syntezy ENCC/DCC: oddzielnie rozpuścić 5,33 g periodynianu sodu (NaIO4) i 15,6 g chlorku sodu (NaCl) w 266 mw, 1 ml wody.
  7. Dodać mokrą miazgę oddzielnie do roztworów przygotowanych w 1.6. Upewnij się, że całkowita ilość wody (wchłonięta przez miazgę plus dodana woda) jest równa 200 ml dla SNCC i 266 ml dla syntez ENCC.
  8. Dokładnie przykryj zlewkę folią aluminiową, aby zapobiec okresowej dezaktywacji podczas mieszania z prędkością ~ 105 obr./min w RT przez żądany czas zgodnie z tabelą 1, aby uzyskać korzystną zawartość aldehydu. Na przykład, aby uzyskać ~ 6,5 mmol/g aldehydu, reaguj przez 96 godzin.
  9. Po upływie czasu reakcji otworzyć folię aluminiową i dodać 1 ml (w przypadku syntezy SNCC/DAMC) lub 3 ml (w przypadku syntezy ENCC/DCC) glikolu etylenowego do mieszaniny i mieszać przez 10 minut w celu zatrzymania reakcji utleniania przez wygaszanie periodatu.
  10. Zebrać utlenioną miazgę przez filtrację próżniową (zgodnie z 1.4), ponownie rozproszyć ją w 500 ml wody i mieszać przez 30 minut. Powtórz ten krok co najmniej 5 razy, aby dokładnie oczyścić miazgę z periodatu.
  11. Po 5przemyciu wodą utlenionej miazgi, należy oddzielić miazgę od roztworu przez filtrację próżniową i przechowywać w chłodnym (4 °C) miejscu.

2. Synteza SNCC i DAMC

  1. Częściowo utlenioną mokrą miazgę (m1), otrzymaną w ppkt 1.11, podzielić przez cztery: m2 = m1/4 i zmierzyć masę wchłoniętej wody: mw,2 = m2 - 1.
  2. Rozprowadzić miazgę w (100 - mw,2) g wody w kolbie okrągłodennej (całkowita zawartość wody = 100 g).
  3. Umieścić kolbę okrągłodenną w łaźni olejowej i podgrzewać częściowo utlenioną miazgę w temperaturze 80 °C przez 6 godzin, delikatnie mieszając.
    Uwaga: Jeśli miazga jest całkowicie utleniona periodatem (DS = 2), np. w reakcji 1 g miazgi z 1,85 g NaIO4 (8,65 mmol) w roztworze zawierającym 3,87 g NaCl (8,64 mmol) i 65 ml wody podczas mieszania przez 6 dni, w zależności od warunków ogrzewania i czasu przebywania w wodzie, właściwość celulozy dialdehydowej (DAC) ulega zmianie (Tabela 2).
  4. Schłodzić roztwór do RT.
  5. Odwirować roztwór o stężeniu 18 500 x g przez 10 minut. Osadem jest niefibrylowana celuloza (frakcja 1).
  6. Ostrożnie oddzielić supernatant i zważyć go (A).
  7. Dodać 1,7 (A) g propanolu do supernatantu otrzymanego w 2.6, mieszając w celu wytrącenia SNCC. Szczegółowe informacje na temat oddzielonego SNCC i dodanego propanolu są dostępne na rysunku 1.
  8. Odwirować dwufazowy roztwór o sile 3 000 x g przez 10 minut i oddzielić otrzymany żelowy osad (druga frakcja, SNCC) przez dekantację, który jest gotowy do ponownego rozproszenia i dializowania w celu dalszego oczyszczania (sekcja 4) i charakterystyki (sekcja 5).
  9. Do supernatantu otrzymanego w ppkt 2.8 dodać 3,5 (A) g propanolu, aby otrzymać biały osad (trzecia frakcja, DAMC).
  10. Odwirować roztwór 2,9 o stężeniu 3 000 x g przez 10 minut i zebrać żelowy osad DAMC (przez wlanie supernatantu do oddzielnej zlewki) gotowy do ponownego rozproszenia w wodzie, oczyszczenia przez dializę (szczegóły dostępne w sekcji 4) i scharakteryzowania (sekcja 5).

3. Synteza ENCC i DCC

  1. Przygotować roztwór 0,5 M wodorotlenku sodu (NaOH), rozpuszczając ~ 2 g NaOH w 100 ml wody i odstawić na bok. Zostanie to użyte w kroku 3.7.
  2. Podziel mokrą utlenioną miazgę, otrzymaną w 1.11, przez cztery: m3 = m1/4 i zmierz masę wchłoniętej wody: mw,3 = m3 - 1.
  3. Oddzielnie dodać 2,93 g chlorku sodu (NaCl) i 1,41 chlorynu sodu (NaClO2) do (50 - mw,3) ml wody i mieszać do rozpuszczenia.
  4. Zawiesić m 3 gramy mokrej utlenionej masy miazgowej (zawierającej ~ 1 g suchej utlenionej masy miazgiowej) w roztworze otrzymanym w 3.3. Należy pamiętać, że końcowe stężenie miazgi wynosi 1 g w 50 ml całkowitej dostępnej wody (woda wolna i wchłonięta).
  5. Umieścić pH-metr w roztworze 3.4.
  6. Dodać kroplami 1,41 g nadtlenku wodoru (H2O2) do mieszaniny z kroku 3.4.
  7. Mieszać zawiesinę 3,6 przez 24 godziny w RT przy 105 obr./min, utrzymując pH ~ 5, stopniowo dodając 0,5 M wodorotlenku sodu (NaOH) przygotowanego w kroku 3.1.
    Uwaga: pH zaczyna gwałtownie spadać po ~ 15 minutach od rozpoczęcia reakcji i powinno być utrzymywane na stałym poziomie 5 przez co najmniej pierwsze 4 godziny reakcji. Dla wygody sugeruje się, aby reakcję rozpocząć o godzinie 13, a pH jest kontrolowane do godziny 17, następnie reakcję pozostawia się O/N, a wcześnie rano pH ponownie zwiększa się do 5. Po tak długim czasie spadek pH nie będzie znaczący, co wskazuje, że większość konwersji jest osiągana. Teraz w roztworze prawie nie można zaobserwować ciała stałego (duże włókna są rozkładane na nanocząstki). Należy pamiętać, że jeśli reakcja zostanie pozostawiona na dłuższy czas, część krystaliczna może zostać zakłócona.
  8. Zawiesinę otrzymaną z 3,7 podzielić na równo ważone probówki wirówkowe i wirować przy 27 000 x g przez 10 minut, a następnie oddzielić supernatant (ENCC + DCC) od osadu mikrowłóknistego.
  9. Zważyć supernatant otrzymany z 3.8 i nazwać roztwór masą (B).
  10. Powoli dodawać 0,16(B) g etanolu do roztworu 3,9, mieszając, aby utworzyć biały osad (druga frakcja, ENCC).
  11. Odwirować roztwór 3.10 o stężeniu 3 000 x g przez 10 minut i oddzielić otrzymany żelowy osad ENCC przez dekantację. ENCC jest gotowy do ponownego rozproszenia w wodzie, oczyszczenia przez dializę (szczegóły dostępne w sekcji 4) i scharakteryzowania (sekcja 5).
  12. Do supernatantu otrzymanego w ppkt 3.11 dodać etanol o takiej samej masie jak masa roztworu, aby otrzymać biały osad (trzecia frakcja, DCC).
  13. Odwirować roztwór 3.12 o stężeniu 3 000 x g przez 10 minut i oddzielić żelowaty osad DCC gotowy do ponownego rozproszenia w wodzie, oczyszczenia przez dializę (szczegóły dostępne w sekcji 4) i scharakteryzowania.

4. Procedura dializ w celu oczyszczenia SNCC, DAMC, ENCC lub DCC

  1. Ponownie rozproszyć żelowaty osad otrzymany w dowolnych krokach 2.8 (SNCC), 2.10 (DAMC), 3.11 (ENCC) lub 3.13 (DCC) w 10 ml wody, energicznie mieszając przez 1 godzinę.
  2. Umieść dyspersję w wężyku do dializy (odcięcie MW = 12-14 kDa, długość ~ 30 cm, szerokość ~ 4,5 cm) i zabezpiecz górę i dół za pomocą klipsowania.
  3. Umieść napełniony worek dializacyjny w ~ 4 litrach wody destylowanej i mieszaj przez 24 godziny, aby usunąć sole.
  4. Zebrać dializowany roztwór do pojemnika i przechowywać w chłodnym (4 °C) miejscu.

5. Charakterystyka po oczyszczeniu: Pomiar stężenia fazy stałej i ładunku

  1. Pomiar stężenia
    1. Odważyć 3 ml pożądanej dyspersji w naczyniu wagowym (kubek aluminiowy, 57 mm).
    2. Umieścić naczynie wagowe zawierające dyspersję w piekarniku (50 °C) O/N.
    3. Zważyć suchą warstwę i obliczyć stężenie nanocząstek lub polimerów w dyspersji:
      Stężenie (w/v%) = 100 x masa suchej warstwy / 3, lub
      Stężenie (w/w%) = 100 x masa suchej warstwy / masa dyspersji
  2. Miareczkowanie konduktometryczne
    1. Miareczkowanie konduktometryczne SNCC lub DAMC w celu określenia zawartości aldehydu
      1. Przygotować 0,1 M kwasu solnego (HCl), dodając 0,82 ml HCl do 25 ml wody, a następnie dostosować końcową objętość do 100 ml.
      2. Oddzielnie przygotować NaOH 0,1 M, dodając 0,4 g wodorotlenku sodu do wody destylowanej, aby uzyskać 100 ml roztworu końcowego.
      3. Postępując zgodnie z metodą chlorowodorku hydroksyloaminy24, dodać znaną ilość pożądanej dyspersji do żądanej ilości wody (np. 0,02 g w 50 mlH2O).
      4. Dostosować pH do 3,5 za pomocą rozcieńczonego HCl (0,1 M).
      5. Dodać 10 ml roztworu chlorowodorku hydroksyloaminy (5% w/w) do dyspersji.
      6. Monitorować pH i utrzymywać je na poziomie 3,5, dodając 0,1 M NaOH, aż pH ustabilizuje się na poziomie 3,5.
      7. Wykorzystując zużytą objętość NaOH do neutralizacji H+ uwolnionego w reakcji grup aldehydowych i NH2OH·HCl, zmierz stężenie aldehydu (mol zużytego NaOH = mol wytworzonego HCl podczas reakcji = mol grup aldehydowych na SNCC).
    2. Miareczkowanie konduktometryczne ENCC lub DCC w celu oznaczenia zawartości karboksylu
      1. Postępując zgodnie z literaturą25, dodać wystarczającą ilość pożądanej dyspersji, aby uzyskać 0,02 g ciała stałego w 140 ml wody destylowanej.
      2. Oddzielnie przygotuj 20 mM NaCl, rozpuszczając 0,117 g NaCl w wodzie destylowanej, aby uzyskać 100 ml końcowego roztworu. Dodać 2 ml 20 mM NaCl do ppkt 5.2.2.1.
      3. Obniżyć pH do około 3 za pomocą rozcieńczonego HCl (0,1 M).
      4. Miareczkowanie konduktometryczne należy przeprowadzić, dodając mianowany wodorotlenek sodu (NaOH, 10 mM) w krokach co 0,1 ml/min do pH ~ 11.
      5. Wykorzystując zużytą objętość NaOH do neutralizacji naładowanych grup (szczegóły na rysunku 2), zmierz stężenie ładunku powierzchniowego (1 mol zużytej zasady równa się jednemu molowi COOH na powierzchni cząstek).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Udział masy i ładunek każdej frakcji podczas utleniania pulpy nadjodanem i chlorynem zależą od czasu reakcji (Table 1). Ponadto masa cząsteczkowa DAC zależy od warunków ogrzewania i czasu przebywania (Table 2). Po otrzymaniu SNCC i DAMC są one wytrącane poprzez dodanie propanolu (Figure 1). W celu pomiaru ładunku ENCC przeprowadza się miareczkowanie konduktometryczne (Figure 2). Zachowanie koloidalne NCC i ENCC zależy od ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Zgodnie z chemią omówioną w tym artykule wizualnym, wytwarzane jest widmo wysoce stabilnych nanocząstek na bazie celulozy o przestrajalnym ładunku zawierającym zarówno fazę krystaliczną, jak i amorficzną (włochate celulozy nanokrystaliczne). W zależności od czasu utlenienia periodycznego, jak pokazano w tabeli 1, otrzymuje się różne produkty: włókna utlenione (frakcja 1), SNCC (frakcja 2) i DAMC (frakcja 3), z których każdy zapewnia unikalne właściwości, takie jak określona wielkość, morfologia, krystali...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Podziękowania finansowe od Katedry Badań Przemysłowych ufundowanej przez FPInnovations i NSERC na grant NSERC Discovery oraz od NSERC Innovative Green Wood Fiber Products Network.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Q-90 miazga z drewna iglastegoFPInnowacje--
Periodynian soduSigma-AldrichS1878-500G / CAS7790-28-5Wrażliwy na światło, silny utleniacz, należy trzymać z dala od materiałów łatwopalnych
Chlorek soduACP ChemicalsS2830-3kg/7647-14-5-2-Propanol
FisherL-13597/67-63-0Łatwopalny
glikol etylenowySigma-Aldrich102466-1L/107-21-1-Wodorotlenek
soduFisherL-19234/1310-73-2Mocna zasada, powoduje poważne skutki zdrowotne
Chloryn soduSigma-Aldrich71388-250G/7758-19-2Reaktywny ze środkami redukującymi i materiałami palnymi
Nadtlenek wodoruFisherH325-500/7722-84-1Środek i utleniający, przechowywać w chłodnym i ciemnym miejscu miejsce
EtanolAlkohole handloweP016EAANŁatwopalny
kwas solnyACP ChemicalsH-6100-500mL/7647-01-0Mocny kwas, powoduje poważne skutki zdrowotne
Chlorowodorek hydroksyloaminySigma-Aldrich159417-100G/5470-11-1Niestabilny w wysokiej temperaturze i wilgotności, mutagenny
WirówkaBeckman CoulterJ2High prędkość obrotowa
Wirnik o stałym kącieBeckman CoulterJA-25.50Ostrożnie dokręć pokrywę
Rurki do dializySpectrumLabs Spectra (nr części 132676)Odcięcie Mw = 12-14 kD, długość ~ 30 cm, szerokość ~ 4,5 cm
Kubek aluminiowyVWR611-137157 mm
TitratorMetrohm836 Titrando-

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

ow osiona nanokrystaliczna celulozautlenianie nadjodynianemsterycznie stabilizowana nanokrystaliczna celulozaelektrosterycznie stabilizowana nanokrystaliczna celulozadynamiczne rozpraszanie wiat amiareczkowanie konduktometrycznetransmisyjna mikroskopia elektronowaspektroskopia w podczerwieni z transformacj FourieraNMR C13 w fazie sta ejwytr canie w uk adzie wsp rozpuszczalnik w
Wysoce stabilne, funkcjonalne włochate nanocząstki i biopolimery z włókien drzewnych: w kierunku zrównoważonej nanotechnologii
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.