Name: Son derece kararlı, Fonksiyonel Tüylü Nanoparçacıklar ve Ahşap Elyaf Biyopolimerler: Sürdürülebilir Nanoteknoloji Doğru (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 32 s
Description: Keşfedin sürdürülebilir nanoteknoloji için tüylü nanokristal selüloz sentezi. Bu yöntem, selüloz liflerini yüksek fonksiyonel nanoparçacıklara dönüştürerek biyonanokompozit ve çevre uygulamaları sağlar.

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

FPInnovations ve NSERC tarafından finanse edilen bir Endüstriyel Araştırma Kürsüsünden NSERC Keşif hibesi için ve NSERC Yenilikçi Yeşil Ahşap Elyaf Ürünleri Ağı'ndan mali destek kabul edilmektedir.

DİKKAT: onlara dokunmadan önce tüm kimyasalların malzeme güvenlik bilgi formuna (MSDS) okuyun. Bu çalışmada kullanılan kimyasalların pek çok ciddi sağlık hasarlarına neden olabilir. Böyle laboratuvar önlüğü, eldiven ve gözlük gibi kişisel korunma kullanarak bir zorunluluktur. güvenliği önce gelir unutmayın. sentez boyunca kullanılan su damıtılmış sudur. bir ara madde olarak kısmen oksitlenmiş Liflerin hazırlanması 1. <ol><li> Yaklaşık 2 x 2 cm2&#39;lik küçük parçalar halinde 4 g S-90 yumuşak tahta kağıt hamuru tabakaları Yırtılma. </li><li> en az bir gün boyunca su içinde parçalanmış hamur tabakalarına bekletin. </li><li> hemen hemen üniform bir dağılım elde etmek için mekanik bir parçalayıcı kullanılarak ıslak kağıt hamuru bozunur. </li><li> vakum filtresi monte etmek için, bir Buchner hunisi içinde naylon filtre güvence altına almak ve bir filtre şişesi içinde huni. Daha sonra, uygun bir boru ile bir vakum pompasına filtre şişesi bağlayın. Pompanın açın ve funn içinde parçalanmış hamuru çözüm dökünEl sıvıdan hamuru ayırmak için. </li><li> Islak kağıt hamuru (m 1) ağırlığını ölçmek ve kağıt hamuru tarafından emilen su miktarını hesaplamak: w m, 1 = m 1-4. </li><li> periodat oksitleme çözeltisinin hazırlanması <ol><li> SNCC / Damc sentezi için: ayrı ayrı a 200- m, 1 ml su içinde 2.64 g sodyum periodat (NAIO 4) ve 15.48 g sodyum klorür (NaCI) çözülür. </li><li> ENCC / DCC sentezi için: ayrı ayrı a 266- m, 1 ml su içinde 5.33 g sodyum periodat (NAIO 4) ve 15.6 g sodyum klorür (NaCl) çözülür. </li></ol></li><li> 1.6 hazırlanan çözümlere ayrı ıslak hamuru ekleyin. (Hamuru artı eklenen su tarafından absorbe) toplam su miktarı SNCC 200 ml ENCC sentezler için 266 ml&#39;ye eşit olduğundan emin olun. </li><li> t istenen bir miktarına, oda sıcaklığında hızı ~ 105 rpm karıştırılırken periodat devreden önlemek için iyice alüminyum folyo ile beher Kapakime Tablo 1 &#39;e göre bir tercih edilen aldehid içeriği elde etmek. Bir örnek olarak, ~ 6.5 mmol / g aldehid elde etmek için 96 saat için reaksiyona girmektedir. </li><li> Reaksiyon süresi geçtiğinde, alüminyum folyo açmak ve karışıma, etilen glikol (ENCC / DCC sentezi durumunda) ya da 3 ml (SNCC / Damc sentezi durumunda) 1 ml ilave edilir ve oksidasyon durdurmak için 10 dakika süre ile karıştırılmaya periyodat söndürülmesi ile reaksiyon. </li><li> Vakum filtrasyonu (1.4 uygun) ile oksitlenir hamuru toplayın, 500 ml suda yeniden disperse ve 30 dakika için karıştırın. periyodat iyice hamuru temizlemek için en az 5 kez bu adımı yineleyin. </li><li> Okside hamuru üzerinde 5. su yıkamadan sonra, vakumla süzülerek çözeltiden hamuru ayırmak ve soğuk (4 ° C) bir yerde saklayın. </li></ol> SNCC ve Damc 2. sentezi <ol><li> Dört tarafından, 1.11 elde kısmen oksitlenmiş ıslak hamuru (m 1), Divide: m 2 = m 1/4,- 1 2 w m = m 2: ve emilen su ağırlığını ölçmek. </li><li> (- 2, Wm 100), yuvarlak tabanlı bir şişe içinde g su (toplam su içeriği = 100 g) hamuru dağıtılır. </li><li> Bir yağ banyosu içinde yuvarlak tabanlı bir şişe yerleştirin ve yavaşça karıştırılarak 6 saat süreyle 80 ° C de kısmen oksitlenmiş hamuru ısıtın. Not: hamuru tam periodat ile oksitlenir (DS = 2), örneğin, 3.87 g NaCl (8.64 mmol) ve 65 ml su, 6 karıştırılarak içeren bir çözelti içinde 1.85 g NAIO 4 (8.65 mmol) 1 g kağıt hamuru reaksiyona sokularak gün, su ısıtma durumu ve ikamet süresine bağlı olarak, dialdehid selüloz (DAC) mülkü (Tablo 2) değiştirilir. </li><li> RT çözüm serinleyin. </li><li> 10 dakika için 18,500 x g&#39;de santrifüjleyin çözeltisi. Çökelti unfibrillated selüloz (fraksiyon 1) &#39;dir. </li><li> dikkatle süpernatant ayırın ve (A) tartın. </li><li> 1.7 (a) ila g propanol eklemeSNCC&#39;nin çökeltmek için karıştırılırken 2.6 &#39;de elde edilen süpernatanta. Ayrılmış SNCC ve katma propanol ile ilgili detaylar, Şekil 1 &#39;de mevcuttur. </li><li> 10 dakika boyunca 3000 x g&#39;de iki fazlı çözelti santrifüj ve yeniden dağıtılır ve daha fazla arıtılmadan (bölüm 4) ve karakterizasyonu (Bölüm 5) diyaliz hazırdır dekantasyon ile sonuçlanmıştır jel benzeri bir çökelti (ikinci kısım, SNCC) ayrılır. </li><li> 2.8 &#39;de elde edilen üst sıvı için, beyaz bir çökelti (üçüncü fraksiyon Damc) elde etmek üzere 3,5 (a) ila g propanol ekleyin. </li><li> 10 dakika boyunca 3000 x g&#39;de 2.9 çözeltisi santrifüj ve hazır (Ayrı bir kabta süpernatant dökülerek) jel benzeri Damc çökeltiyi toplamak (bölüm 4 de ayrıntıları) dializ sureti ile saflaştırılarak, suda tekrar ve karakterize edici özelliği olan (bölüm 5). </li></ol> ENCC ve DCC 3. sentezi <ol><li> 100 ml içinde çözülmesi ile 0.5 M sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi hazırlayın ~ 2 g NaOHSu ve bir kenara saklayın. Bu aşama 3.7&#39;de kullanılacaktır. </li><li> M 3 = m 1/4 ve emilen su ağırlığı ölçmek: dört tarafından, 1.11 elde edilen ıslak okside hamuru, Böl w m, 3 = m 3-1. </li><li> (- 3 w m, 50) ihtiva eden, su ve çözünmesi için karıştırılmıştır Ayrı için 2.93 g sodyum klorid (NaCl) ile 1.41 sodyum klorit (NaClO 2) ekleyin. </li><li> Içinde M 3.3&#39;de elde edilen çözelti içinde (ihtiva ~ 1 gr kuru oksitlenmiş hamuru) ıslak okside hamuru 3 gram Askıya. Nihai hamuru konsantrasyonu 50 ml toplam kullanılabilir su içinde 1 gr olduğunu unutmayın (serbest ve su absorbe). </li><li> 3.4 çözeltisi içinde bir pH metre yerleştirin. </li><li> Aşama 3.4 damla damla karışıma 1.41 g hidrojen peroksit (H2O 2) ekleyin. </li><li> yavaş yavaş aşama 3.1&#39;de hazırlanan 0.5 M sodyum hidroksit (NaOH) eklenmesi ile pH ~ 5 tutulurken 105 rpm&#39;de, oda sıcaklığında 24 saat süre ile 3.6 süspansiyonu karıştırılır. pH reaksiyonunun başlangıcında hızla takip eden yaklaşık 15 dakika azaltılması başlar ve reaksiyonun en azından ilk 4 saat boyunca 5 ° C&#39;de sabit tutulmalıdır: edin. Kolaylık sağlamak için, reaksiyon, 1 de başlayan ve pH 5 pm kadar kontrol edilmesi tavsiye edilir, daha sonra reaksiyon bırakılır O / N ve erken pH yeniden 5&#39;e arttırılır sabah. gibi uzun bir süre sonra, pH düşüşü dönüşüm en elde edilir gösteren önemli olmayacaktır. Hemen hemen hemen hiç katı madde (büyük elyaf nanopartiküller ayrılır) çözelti içinde görülmektedir. Reaksiyon daha uzun bir süre bırakıldığında, kristalin parçası bozulduğu unutmayın. </li><li> 10 dakika süre ile 27,000 x g de eşit ağırlıklı santrifüj tüpleri ve santrifüj içine 3.7 elde edilen süspansiyon bölün ve mikro-elyaflı çökeltiden süpernatant (ENCC + DCC) ayrılır. </li><li> 3.8 elde edilen süpernatant tartılır ve çözüm kitle (B) diyoruz. </li><li> Yavaş yavaş 0.16 (B) g Ethan eklemekbeyaz bir çökelti (ikinci kısım, ENCC) oluşturmak için karıştırılırken 3,9 çözeltisine ol. </li><li> Santrifüj 10 dakika boyunca 3000 x g&#39;de 3.10 çözeltisi ve dekantasyon ile sonuçlanmıştır jel benzeri ENCC çökeltiyi ayırmak. ENCC diyaliz (bölüm 4 uygun bilgi) ile saflaştırılmıştır, suda tekrar ve (Bölüm 5) ile karakterize hazırdır. </li><li> 3.11 &#39;de elde edilen üst sıvı için, beyaz bir çökelti (üçüncü fraksiyon, DCC) vermek üzere çözelti, kütle olarak etanol eşit kütleli ekleyin. </li><li> 10 dakika boyunca 3000 x g&#39;de 3.12 çözeltisi santrifüj ve jel benzeri DCC (bölüm 4 de ayrıntıları) dializ sureti ile saflaştırılarak, suda tekrar ve karakterize edici özelliği hazır çökeltiyi ayırmak. </li></ol> 4. diyaliz prosedürü SNCC, Damc, ENCC veya DCC saflaştırmak için <ol><li> 1 saat süre ile şiddetli bir karıştırma ile 10 mi su içinde jel benzeri 2,8 (SNCC) herhangi bir adımda elde edilen çökelti, 2.10 (Damc), 3.11 (ENCC) ya da 3.13 (DCC) yeniden disperse. </li><li> Yeri incie diyaliz tüp dağılım (MW Kesim = 12-14 kDa, Uzunluk ~ 30 cm, genişliği ~ 4.5 cm) ve kırpma yoluyla alt ve üst sabitleyin. </li><li> damıtılmış su ~ 4 L doldurulur diyaliz torbası yerleştirilir ve tuzlan çıkarmak için 24 saat daha karıştırıldı. </li><li> soğuk (4 ° C) bir yerde, bir kap ve mağaza diyaliz solüsyonu toplayın. </li></ol> 5. Post-arıtma Karakterizasyonu: Katı Faz ve Şarj Konsantrasyonları Ölçüm <ol><li> konsantrasyon ölçümü <ol><li> bir ağırlık çanak istenen dağılım 3 ml (Alüminyum fincan, 57 mm) tartılır. </li><li> bir fırında (50 ° C) göre O / N dağılmayı içeren tartım tabağına yerleştirin. </li><li> kuru filmi tartılır ve dağılım içinde nanopartiküller veya polimer konsantrasyonu hesaplamak: Konsantrasyon = kuru film / 3 x 100 kütle, ya da (v / ağ%) Konsantrasyon (% ağırlık / ağırlık) = dispersiyonun kuru film / kütle x 100 kütle </li></ol></li><li> Kondüktometrik ufalamanın </strong&gt; <ol><li> Aldehid içeriğini belirlemek için SNCC ya Damc Kondüktometrik ufalamanın <ol><li> 100 ml son hacim ayarlama ardından 25 mi su, 0.82 ml HCI eklenerek 0.1 M hidroklorik asit (HCI) hazırlayın. </li><li> Ayrıca, son çözelti 100 ml elde etmek için, damıtılmış suya 0.4 g sodyum hidroksit eklenerek NaOH, 0.1 M hazırlar. </li><li> Hidroksilamin hidroklorür yöntemi 24 sonra, su istenen bir miktarına karşılık arzu edilen bir dispersiyon bilinen miktarda bir ilave (örneğin, 50 0,02 g mi H2O). </li><li> HCI (0.1 M) inceltilmiş 3.5&#39;e pH ayarlayın. </li><li> 10 ml dispersiyon, hidroksilamin hidroklorid solüsyonu (ağ / ağ% 5) eklenir. </li><li> pH&#39;ı Monitör ve pH 3.5 stabil hale gelinceye kadar 0.1 M NaOH eklenerek 3.5 olarak tutmak. </li><li> NaOH tüketilen hacmi kullanılarak aldehid grupları ve OH, NH2 HCI reaksiyonundan serbest H + nötralize aldehid konsantrasyonunun ölçülmesition (reaksiyon esnasında üretilen HCI tüketilen NaOH = mol mol = SNCC ile aldehid gruplarının mol) eklenmiştir. </li></ol></li><li> Karboksil içeriğini belirlemek için ENCC veya DCC Kondüktometrik ufalamanın <ol><li> Literatürde 25 takiben, distile su, katı 140 ml 0,02 g olması istenen bir dağılım yeterli miktarda ekleyebilirsiniz. </li><li> Ayrıca, son çözelti 100 ml elde etmek için damıtılmış su içinde 0.117 g NaCl çözülmesiyle 20 mM NaCI hazırlar. 5.2.2.1 20 mM NaCI 2 ml ilave edilir. </li><li> 3 HCI (0.1 M) inceltilmiş pH azaltır. </li><li> pH ~ 11 için 0.1 ml / dakika aralıklarla standart sodyum hidroksit (NaOH, 10 mM) eklenerek Kondüktometrik ufalamanın gerçekleştirin. </li><li> , Yüklü gruplar (Şekil 2&#39;de ayrıntıları) nötralize yüzey yükü konsantrasyonunu ölçmek için NaOH tüketilen hacimli (tüketilen baz 1 mol partikül yüzeyi üzerinde bir mol COOH eşittir). </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>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bu görsel yazıda tartışılan kimya ardından, kristal ve amorf hem aşamaları (tüylü nanokristal selüloz) taşıyan akort ücret ile son derece kararlı selüloz bazlı nanopartiküller bir spektrum üretilir. Tablo 1 &#39;de gösterildiği gibi, periodat oksitleme süresine bağlı olarak, çeşitli ürün elde edilmiştir: okside elyaflar (fraksiyon 1), SNCC (fraksiyon 2) ve Damc (fraksiyon 3), bu tür her bir tanımlı bir boyut gibi benzersiz özellikler sağlayan, morfoloji kristalleşme ve aldehid içeriği. Çeşitli negatif y...

Selüloz, dünyanın en bol biyopolimerleri olarak, 1 (aynı zamanda selüloz nanokristallerinin CNC olarak bilinen KKK) nanokristal selüloz adlı kristal nanopartiküller elde etmek için önemli bir hammadde olarak son zamanlarda görev olmuştur. KKK sentez mekanizmasını anlamak için, selüloz liflerinin yapısı araştırılması gerekmektedir. Selüloz, bir doğrusal ve poli-beta (1,4) -D-glükoz artıkları 2 içeren polydispersed polimerdir. Her monomer şeker halkaları (1-1.5) zincirleri oluşturmak için glikozidik oksijen ile bağlı ilk Nägeli ve Schwendener 2,4 rapor kristal parçaları ve düzensiz, amorf bölgeleri, alternatif tanıtan 10 4 glukopiranoz birimlerinin 2,3 x edilir. Kaynağına bağlı olarak, selüloz kristalin parçaları çeşitli polimorflann 5 alabilir. Bir selüloz elyaf kuvvetli bir asit ile muamele edilirse, örneğin sülfürik asit gibi amorf faz, bütünüyle hidrolize awa olabilirY polimer bozabilir ve kaynağına bağlı olarak değişik boy oranı kristalin partiküllerinin (üretilmesi için, örneğin, genişlik ahşap ve pamuk verimi% 90 daha fazla kristalin nanorods ~ 5-10 nm ve uzunluğu ~ 100-300 nm, tunicin ise, bakteri, ve yosun) birçok mikrometre uzunluğunda UKM için 5-60 nm çapında ve 100 nm üretim 6. Okuyucular bu Nanomalzemelerin 2,5,7-16 bilimsel ve mühendislik yönleri üzerinde mevcut literatürün büyük miktarda adlandırılır. Bu nanopartiküller çok sayıda ilginç özelliklerine rağmen, onların kolloidal kararlılık nedeniyle her zaman nispeten düşük yüzey yükü içeriği (en az 1 mg / g) 17 yüksek tuz konsantrasyonlarında ve yüksek / düşük pH değerlerinde bir konu olmuştur. Bunun yerine güçlü asit hidroliz, selüloz lifleri önemli bir yan reaksiyonların 18,1 2,3-dialdehid birimlerin oluşturulması için, anhidro, D-glukopiranoz artıkları C2-C3 bağının yarılmasına, bir oksitleyici madde (periodat) ile muamele edilebilir9. Bu kısmen oksitlenmiş elyafların mekanik kesme ya da ultrasonikasyon 20 olmaksızın yalnızca kimyasal reaksiyonlar kullanılarak hem amorf ve kristal bölgeleri (tüylü nanokristal selülozlar) taşıyan nanopartiküller üretmek için değerli ara madde olarak kullanılabilir. Kısmi oksidasyon derecesi DS &lt;2, ısıtma sterik açıdan stabilize nanokristal selüloz (SNCC) olarak adlandırılan ürünler, yani elyaflı selüloz, suda dağılabilen dialdehid selüloz Nanowhiskers o üç seri lifler sonuçlar oksitlenmiş ve izole edilebilir dialdehid modifiye selüloz (Damc) çözündürüldü zaman ko-solvent ilave üzerinde hassas kontrol ve aralıklı santrifüj 21 ile. Kısmen oksitlenmiş elyafların kontrollü klorit oksidasyonu gerçekleştirme aldehit içeriği 18 bağlı nanokristal selüloz gramı başına yüksek mmol 7 olarak COOH grupları tanıtabilirsiniz birimleri, karboksil hemen hemen tüm aldehit grupları dönüştürür </sup&gt; dengeleyiciler olarak hareket. Bu nanopartiküller electrosterically stabilize nanokristal selüloz (ENCC) olarak adlandırılır. Ayrıca, ücret kıl gibi çıkıntılı zincirlerinin yumuşak tabakalar ENCC 17 mevcut olduğu teyit edilmiştir. Bu malzeme, ağır metal iyonlarını 22 temizlemek için yüksek verimli adsorban olarak kullanılmıştır. Bu nanopartiküller şarj hassas periodat reaksiyon süresi 23 kontrol edilmesi suretiyle kontrol edilebilir. selüloz, bilinen oksidasyon reaksiyonları rağmen SNCC ve ENCC üretimi başka araştırma grubu tarafından muhtemelen ile ayırma zorluklara hiç bildirilmemiştir. Biz başarıyla sentezlemek ve hassas reaksiyon ve ayırma adımlarını tasarlayarak nanoproducts çeşitli fraksiyonları izole etmek mümkün olmuştur. Bu görsel makale tekrarlanabilir amorf ve kristalin bir parçası hem de taşıyan yukarıda belirtilen yeni Nanowhiskers o hazırlamak ve karakterize etmek nasıl tam detay gösteriyorağaç liflerinden s. Bu eğitimde yumuşak malzeme, biyolojik ve tıbbi bilimler, nanoteknoloji ve nanofotonik, çevre bilimi ve mühendisliği ve fizik alanlarında aktif araştırmacılar için bir varlık olabilir.

<table><tbody><tr><td>Q-90 yumuşak ağaç hamuru</td><td>FPInnovations</td> <td>-</td><td></td></tr> <tr><td>Sodyum periodat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S1878-500G / CAS7790-28-5</td><td>Işığa duyarlı, güçlü oksitleyici, yanıcı maddelerden uzak tutulmalıdır</td></tr><tr><td>Sodyum klorür</td><td>ACP Kimyasalları</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>Yanıcı</td></tr><tr><td>Etilen glikol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>102466-1L / 107-21-1-Sodyum</td><td></td></tr> <tr><td>hidroksit</td><td>Fisher</td><td>L-19234 / 1310-73-2</td><td>Güçlü baz, ciddi sağlık etkilerine neden olur</td></tr><tr><td>Sodyum klorit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71388-250G / 7758-19-2</td><td>İndirgeyici maddeler ve yanıcı maddelerle reaktif</td></tr><tr><td>Hidrojen peroksit</td><td>Fisher</td><td>H325-500 / 7722-84-1</td><td>Aşındırıcı ve oksitleyici ajan, serin ve karanlıkta saklayın yer</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Ticari alkoller</td><td>P016EAAN</td><td>Yanıcı</td></tr><tr><td>Hidroklorik asit</td><td>ACP Kimyasalları</td><td>H-6100-500mL / 7647-01-0</td><td>Güçlü asit, ciddi sağlık etkilerine neden olur</td></tr><tr><td>Hidroksilamin hidroklorür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>159417-100G / 5470-11-1</td><td>Yüksek sıcaklık ve nemde kararsız, mutajenik</td></tr><tr><td>Santrifüj</td><td>Beckman Coulter</td><td>J2</td><td>Yüksek döner hız</td></tr><tr><td>Sabit açılı rotor</td><td>Beckman Coulter</td><td>JA-25.50</td><td>Kapağı dikkatlice sıkın</td></tr><tr><td>Diyaliz tüpü</td><td>Spectrum Labs</td><td>Spectra (Parça No. 132676)</td><td>Kesme Mw = 12-14 kD, Uzunluk ~ 30 cm, genişlik ~ 4,5 cm</td></tr><tr><td>Alüminyum kap</td><td>VWR</td><td>611-1371</td><td>57 mm</td></tr><tr><td>Titratör</td><td>Metrohm</td><td>836 Titrando</td><td>-</td></tr></tbody></table>

son derece kararlı, fonksiyonel tüylü nanoparçacıklar ve ahşap elyaf biyopolimerler: sürdürülebilir nanoteknoloji doğru

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

Nanopartiküller, nanoteknoloji ve nanotıpta kilit malzemelerden biri olarak, son on yılda büyük önem kazanmıştır. metal bazlı nanopartiküller sentetik ve çevre sorunlarını ile ilişkili iken, selüloz nanoparçacık sentezi için yeşil, sürdürülebilir bir alternatif sunuyor. Burada ağaç lifleri göre kıllı (amorf ve kristalli hem taşıyan bölgeler) nanopartiküller ve biyopolimerlerin yeni sınıflar oluşturmak için kimyasal sentez ve ayırma işlemleri sunmaktadır. Yumuşak odun hamuru periodat oksidasyon sayesinde, selülozun glukoz halkası 2,3-dialdehid grupları oluşturmak için C2-C3 bağ açılır. Kısmen oksitlenmiş elyafların daha fazla ısıtma (örneğin, T = 80 ° C) de kesikli santrifüj ile ayrılmış üç ürünleri, yani elyaflı oksitlenmiş selüloz, steril olarak stabilize edilmiş nano-kristal selüloz (SNCC) ve çözündürüldü dialdehid modifiye selüloz (Damc) ile sonuçlanır ve birlikte-çözücü eklenmesi.kısmen oksitlenmiş elyaf (ısıtılmadan) karboksil gruplarına hemen hemen tüm aldehid dönüştürmek için klorit ile reaksiyona ara ürün son derece reaktif olarak kullanılmıştır. Eş-çözücü çöktürme ve santrifüj electrosterically stabilize nanokristal selüloz (ENCC) ve dikarboksillenmiş selüloz (DCC) ile sonuçlanmıştır. Geleneksel NCC kıyasla SNCC ve ENCC (karboksil içeriği) tam olarak, örneğin nano partiküller (gramı başına en fazla 7 mmol fonksiyonel gruplarını taşıyan son derece kararlı nanopartiküller sonuçlanan periodat oksidasyon reaksiyonu süresi kontrol edilmesi suretiyle kontrol edildi dolayısıyla yüzey yükünün aldehit muhteviyatım yatağı &lt;&lt; 1 mmol fonksiyonel grup / g). Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) çubuk benzeri morfoloji tanıklık. Kondüktometrik ufalamanın Fourier kızılötesi spektroskopi (FTIR), nükleer manyetik rezonans (NMR), dinamik ışık saçılımı (DLS), elektrokinetik-S dönüşümüBu Nanomalzemelerin üstün özelliklerine onic-genlik (ESA) ve akustik zayıflama spektroskopisi döken ışık.

Kağıt hamuru periodat ve klorit oksidasyon sırasında, her bölüm kütle bölümü ve şarj içeriği reaksiyon süresi (Tablo 1) bağlıdır. Ayrıca, DAC molekül ağırlığı ısıtma durumu ve ikamet süresi (Tablo 2) bağlıdır. SNCC ve Damc yapıldıktan sonra, bunlar propanol (Şekil 1) eklenerek çökelirler. ENCC yük içeriğini ölçmek için, kondüktometrik ufalama (Şekil 2) gerçekleştirilir. NCC ve ENCC kolloidal davranışı iyonik kuvvet ve pH...

Yüksek derecede kararlı ağaç lifi bazlı tüylü nanopartiküller ve fonksiyonel selüloz bazlı biyopolimerler hazırlamak için sentez şemaları detaylandırılmıştır.

Son derece kararlı, Fonksiyonel Tüylü Nanoparçacıklar ve Ahşap Elyaf Biyopolimerler: Sürdürülebilir Nanoteknoloji Doğru

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

Bu prosedürün genel amacı, hem kristal hem de amorf kısımlar içeren ve bu nedenle tüylü nanokristalin selüloz olarak adlandırılan benzersiz bir nanokristalin selüloz da dahil olmak üzere, selüloz tabanlı yeni bir nanoparçacık ve biyopolimer sınıfı üretmektir. Bu yöntem, sürdürülebilir nanoteknoloji alanını ilerletmek için temel yapı taşlarının sağlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, basit kimyasal reaksiyonlar aracılığıyla selüloz liflerinin yüksek fonksiyonel nanoparçacıklara ve biyopolimerlere dönüştürülmesidir.Tüylü nanokristalin selülozun icadı, dünyadaki en bol bulunan biyopolimer olan selülozun; biyonanokompozitler, reoloji modifikasyon ajanları, çevresel iyileştirme uygulamaları, hidrojeller ve çok daha fazlası gibi ileri düzey uygulamalarda kullanılması için yeni bir fırsat sunmuştur. Tüylü nanokristalin selüloz, her biri kendine özgü özelliklere sahip olan a-ly-nik nötr veya ker-kyn-ickle nanopartiküller şeklinde hazırlanabilir. Başlamak için, Q-90 yumuşak odun hamuru tabakalarını yaklaşık iki santimetrelik kare parçalar halinde yırtın.Dört gram toplayın ve parçaları karıştırarak en az 24 saat boyunca suda bekletin. Islatma işlemi tamamlandıktan sonra,

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Bu makale, yüksek bir verim yöntemi antijen sunan hücreler üzerinde belirli reseptörlerine yönelik olarak kullanım için polianhidrid Nanopartiküllerin yüzeyine oligosaccharidler ve ekin sentezi için sunulmuştur.

Polianhidrid Nanopartiküller Yüksek throughput Karbonhidrat sentezi ve işlevsel

Özellikle proteinleri ile etkileşim yeteneğine fonksiyonel grupları ile dekore nanoelyaflar hazırlamak için etkili bir yaklaşım tarif edilmektedir. Yaklaşım, ilk olarak uygun bir fonksiyonel grup ile fonksiyonelleştirilmiş bir polimerin hazırlanmasını gerektirmektedir. Işlevsel polimer elektroeğirme nanoelyaflar içine imal edilir. Bir protein ile nanoliflerden bağlanma etkinliği konfokal mikroskopi ile incelenmiştir.

Biofunctional Nanoliflerin Yapımı İçin Prosedür

Bu araştırmanın amacı, tabaka-katman nanocellulose fibrillerin montaj ve seyreltik sulu süspansiyonlar monte izole edilmiş lignin kullanılan sentetik bitki hücre duvarı doku oluşturmaktır. Kuartz kristali mikro-ve atomik kuvvet mikroskopisi yüzey ölçüm teknikleri, polimer-polimer nanokompozit materyalin oluşumunu izlemek için kullanıldı.

Nanocellulose, Lignin Fabrikasyon Serbest duran Filmler ve Sentetik polikatiyon: Biomimicking Wood Doğru

Bir kağıt yapma işlemi kullanılarak sert ve sağlam bir kısa doğal elyaf preforme üretimi için yeni bir yöntem sunulmaktadır. Bakteriyel selüloz gevşek lifler için bağlayıcı olarak hareket eder ve aynı zamanda elyaf ön-parçaları için sertlik sağlar. Bu preform Gerçekten yeşil hiyerarşik kompozit malzemelerin üretilmesi için bir reçine ile infüze edilebilir.

Binder Bakteriyel Selüloz kullanmak Sağlam Doğal Elyaf preform üretim

İki ve üç boyutlu süperhidrofobik polimerik malzemeler, benzer bileşime sahip daha düşük yüzey enerjili bir polimer ile harmanlanmış, biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerin elektrospinning veya elektro püskürtme ile hazırlanır.

Biyomedikal Uygulamalar için Süperhidrofobik Polimer Malzemeler imalatı

Çekirdeklerinde kendi kendine birleşmiş nanoyapılar içeren lipid parçacıklarının kinetik stabilizasyonu için karbon nanotüplerin akıllı bir uygulamasını rapor ediyoruz. Lipid parçacıklarının hazırlanması, ilaç dağıtımı gibi biyomedikal uygulamalarda kullanımlarına izin veren oldukça düşük konsantrasyonlarda karbon nanotüpler gerektirir.

Karbon Nanotüpler tarafından Stabilize İçeriden Kendinden monte Lipid Parçacıklar uyduruk hazırlanması

Karbon nanotüplerin yapısı ayarlanabilir polimerik kapsülleme katmanları ile işlevselleştirilmesi ve küçük açılı nötron saçılımı kullanılarak yapısal karakterizasyonu için bir yöntem sunulmuştur.

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

Kovalent çapraz nano tanecikleri doğrusal polyester kolye işlevleri içeren üzerinden boyutu ve crosslinking yoğunluğunu ayarlama için bir süreç bu makalede. Sentez parametreleri (polimer molekül ağırlığı, kolye işlevselliği birleşme ve crosslinker eşdeğerleri) uyarlayarak, istenen nanopartikül boyutu ve crosslinking yoğunluğu ilaç teslim uygulamalar için elde edilebilir.

Nanosponge ayar boyutu ve Crosslinking yoğunluğu

Delignified yoğun ahşap kısmen doğal elyaf takviyeli yerine büyük potansiyele sahip yeni bir umut verici hafif, yüksek performanslı ve biyo-tabanlı malzeme temsil eder- veya cam elyaf takviyeli kompozitgelecekte. Burada iki çok yönlü üretim yolları mevcut ve karmaşık kompozit parçalar oluşturmak için olasılığını göstermektedir.

Ahşap Tabanlı Yüksek Performanslı Kompozitlerin İmalatı ve Tasarımı

Döngüsel malzeme ekonomisine yönelik kapalı döngü yaklaşımının bir örneği burada açıklanmıştır. Biyobazlı yarı aromatik polyesterlerin polimerizasyon, depolimerizasyon ve daha sonra verimlerinde veya nihai özelliklerinde sadece küçük değişikliklerle yeniden polimerize edildiği bir bütün sürdürülebilir döngü sunulmaktadır.

Moleküler Geri Dönüşüm için Tasarlanmıştır: Lignin Türevi Yarı Aromatik Biyobaz Polimer

Biyouyumlu lignin mikro ve mikron altı partiküllerin sentezi ve karakterizasyonu için yeni, basit metodolojileri açıklıyoruz. Bu formülasyonlar, heteropolimerin kullanımı için kolay bir yaklaşımın yanı sıra biyotıp, farmasötik teknoloji ve gıda endüstrisinde potansiyel uygulanabilirliği olan çok işlevli taşıyıcı matrislerin rasyonel tasarımı için bir alternatif sağlar.

Yeni Alkali Lignin Mikro-/Submikron Partiküllerinin Yeşil Sentezi, Karakterizasyonu, Kapsüllenmesi ve Salınım Potansiyelinin Ölçülmesi

Keşfedin sürdürülebilir nanoteknoloji için tüylü nanokristal selüloz sentezi. Bu yöntem, selüloz liflerini yüksek fonksiyonel nanoparçacıklara dönüştürerek biyonanokompozit ve çevre uygulamaları sağlar.

Son derece kararlı, Fonksiyonel Tüylü Nanoparçacıklar ve Ahşap Elyaf Biyopolimerler: Sürdürülebilir Nanoteknoloji Doğru

Daha fazla video keşfet