Microhoneycomb Monolithen vorbereitet durch die unidirektionale Gefriertrocknung von Zellulose Nanofaser basierte Sols: Methode und Erweiterungen

Bioengineering

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Summary

Hier präsentieren wir Ihnen ein allgemeines Protokoll um eine Vielzahl von Microhoneycomb Monolithen (MHMs) vorzubereiten, in welche Flüssigkeit mit einem extrem niedrigen Druckverlust passieren kann. MHMs erhalten sollen als Filter verwendet werden, Katalysator unterstützt, Bewegungsart Elektroden, Sensoren und Gerüste für Biomaterialien.

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Pan, Z. Z., Nishihara, H., Lv, W., Wang, C., Luo, Y., Dong, L., Song, H., Zhang, W., Kang, F., Kyotani, T., Yang, Q. H. Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions. J. Vis. Exp. (135), e57144, doi:10.3791/57144 (2018).

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Abstract

Monolithische Wabenstrukturen für multidisziplinäre Felder aufgrund ihrer hohen Stärke-zugewicht Verhältnis attraktiv gewesen. Insbesondere dürften Microhoneycomb Monolithen (MHMs) mit Mikrometer-Skala Kanäle als effiziente Plattformen für Reaktionen und Trennungen wegen ihrer großen Flächen. Bis jetzt wurden MHMs durch eine unidirektionale Gefriertrocknung (UDF) Methode nur von sehr begrenzter Vorläufer vorbereitet. Hier berichten wir über ein Protokoll, das eine Reihe von MHMs bestehend aus verschiedenen Komponenten entnommen werden kann. Vor kurzem fanden wir, dass Cellulose-Nanofasern-Funktion als eindeutige Struktur Regie Agent zur Bildung von MHMs durch den UDF-Prozess. Durch die Vermischung der Cellulose-Nanofasern mit Wasser lösliche Stoffe, die nicht MHMs nachgeben, kann eine Vielzahl von zusammengesetzten MHMs vorbereitet werden. Das bereichert deutlich die chemische Zusammensetzung des MHMs für vielseitige Anwendungen.

Introduction

Als brandneues Material hat Microhoneycomb Monolith (bezeichnet MHM) vor kurzem erregt große Aufmerksamkeit von multidisziplinären Bereichen1,2,3,4,5, 6 , 7 , 8. the MHM wurde zuerst von S. Mukai Et Al. durch einen modifizierten unidirektional Gefriertrocknung (UDF) Ansatz als Monolith mit einer Reihe von geraden Mikrokanäle mit wabenartigen Querschnitte9vorbereitet. MHM besitzt die allgemeinen Vorteile von Wabenstrukturen, d.h.effiziente tesselation, hohen Stärke-zugewicht Verhältnis und geringen Druckverlust. Darüber hinaus hat die MHM verglichen mit der Waben Monolith mit einer größeren Kanal, eine viel größere spezifische Oberfläche. Die UDF-Methode beinhaltet das unidirektionale Wachstum von Eiskristallen und gleichzeitige Phasentrennung beim Einfrieren. Nach dem Entfernen der Eiskristalle erhält man eine feste Komponente durch den Eiskristall geformt. Die Morphologie der Phasentrennung gebildet richtet sich nach der Beschaffenheit des Vorläufers (Sol oder Gel) und in den meisten Fällen, Lamelle10, Faser11, und Fishbone12 Strukturen dürften, anstatt die MHMs zu bilden. Infolgedessen nur in begrenzten Vorläufer wurde die Bildung von MHMs berichtet, und dies hat die Vielfalt ihrer chemischen Eigenschaften wesentlich beeinträchtigt. Wir haben vor kurzem festgestellt, dass Cellulose-Nanofasern haben eine starke Struktur Regie Funktion in Richtung bilden die MHM-Struktur durch die UDF-Prozess-13. Einfach durch das Mischen der Cellulose-Nanofasern mit anderen Wasser dispergierbar Komponenten, ist es möglich, eine Vielzahl von MHMs mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften vorzubereiten. Darüber hinaus sind ihre äußeren Formen und Kanal Größen flexibel und einfach kontrollierten13. So sollen MHMs als Katalysator unterstützt, Bewegungsart Elektroden, Sensoren, Filter und Gerüste für Biomaterialien verwendet werden.

In diesem Beitrag erläutern wir zunächst die grundlegende Vorbereitung Technik der MHMs aus der wässrigen Dispersion von Cellulose-Nanofasern durch den UDF-Prozess im Detail. Darüber hinaus zeigen wir die Zubereitung von verschiedene Arten von zusammengesetzten MHMs.

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Protocol

1. Vorbereitung des 1 wt % 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-Oxyl (TEMPO)-vermittelte oxidierten Zellulose Nanofaser (TOCN) Sol

Hinweis: Die Sol ist definiert als eine kolloidale Suspension von sehr kleinen festen Teilchen in einem kontinuierlichen flüssigen Medium.

  1. Aussetzen Sie, 66,7 g Nadelholz gebleichtem Zellstoff (NBKP, mit 12 g Zellulose) in 700 mL entionisiertem Wasser (DI) mit einem mechanischen Rührwerk bei 300 u/min für 20 Minuten.
  2. Fügen Sie 20 mL TEMPO Wasserlösung (mit 0,15 g TEMPO) und 20 mL NaBr Wasserlösung (mit 1,5 g NaBr) langsam zu den oben genannten NBKP Aussetzung14,15.
  3. Stellen Sie den pH-Wert der oben genannten Suspension auf ungefähr 10.5 (gemessen mit dem pH-Meter) mit 3,0 M NaOH Lösung langsam hinzufügen.
  4. Fügen Sie langsam ca. 63,8 g NaClO Wasserlösung (mit 6-14 wt % Aktivchlor hinzu) mit einer Pipette auf die obige Mischung TEMPO-vermittelten Oxidation zu starten.
  5. Fügen Sie beim Hinzufügen von NaClO die NaOH-Lösung um den pH-Wert des Systems innerhalb des Bereichs von 10,0 bis ~ 10,5 zu halten. Dieser Vorgang dauert ca. 2,5 Stunden.
  6. Spülen Sie die TEMPO-vermittelten oxidierten Zellulosefasern mit VE-Wasser 3mal (1.200 mL VE-Wasser jedes Mal) um die verbleibende NaClO, NaOH und andere Chemikalien zu entfernen.
  7. Behandeln Sie die Paste mit einem leistungsfähigen mechanischen Mixer die oxidierten Zellulosefasern in Nanofasern zerfallen. Die mechanische Behandlung sorgfältig mehrmals begleitet, mit einer gleichen Menge von Wasser durchführen. Schließlich erhält man eine 1 Gew.-% TEMPO-vermittelten oxidierten Zellulose Nanofaser (TOCN) Sol. Die TOCNs haben einen Durchmesser von 4 bis ~ 6 nm und eine Länge von 0,5 bis ~ 2 μm.
  8. Speichern der 1 wt % TOCN Sol bei 4 ° C (Cellulose Nanofasern neigen dazu, bei einer Umgebungstemperatur verrotten).

2. Vorbereitung des TOCN-Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) gemischt Sol

  1. Fügen Sie 0,21 g SBR Kolloid (48,5 Gew.-%) in 10 g 1 wt % TOCN Sol (Schritt 11.7.) in ein Glasgefäß 20 mL.
  2. Schütteln Sie die obige Mischung für 3 min mit einem Vortex-Mixer auf die Leistungsstufe 6 um eine gleichmäßig verteilte Sol Store der obigen Mischung Sol bei 4 ° C vor dem Gebrauch zu erreichen.

3. Vorbereitung des TOCN-TiO2 gemischt Sol

  1. Fügen Sie 0,1 g TiO2 Nanopartikel (mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 nm) in 10 g 1 wt % TOCN Sol in ein Glasgefäß 20 mL.
  2. Schütteln Sie die obige Mischung mit einem Homogenisator für 10 min. einen gleichmäßig gemischt Sol Perform diese 10 min-Prozess zeitweise, zu erreichen, da eine erhebliche Menge an Wärme im Prozess entsteht und führt der Anstieg der Temperatur, die TOCNs beeinträchtigen kann. Die Mischung Sol bei 4 ° C vor der Verwendung zu speichern.

4. Vorbereitung der TOCN-Oberfläche oxidiert Carbon-Faser (SOCF) gemischt Sols

  1. Reflux 1,7 g aus Kohlefaser (300 Mesh, mit einem Durchmesser von 5,5 auf ~6.0 μm und einer Länge von etwa 50 μm) in 150 mL konzentrierter Salpetersäure bei 60 ° C für 6 h, SOCF16zu erreichen. Fügen Sie 0,01 g des oben genannten SOCF in 10 g 1 wt % TOCN Sol in ein Glasgefäß 20 mL.
  2. Shake-Mix der obigen Mischung und Beschallen Sie Ultra-die Mischung für 5 min um eine gleichmäßig gemischt Sol Store der Mischung Sol bei 4 ° C vor der Anwendung zu erreichen.

5. Vorbereitung der Microhoneycomb Monolith aus 1 wt % TOCN Sol (bezeichnet MHM-TOCN)

  1. Laden Sie ein Polypropylen (PP)-Rohr (mit einem Innendurchmesser von 13 mm, einem Außendurchmesser von 15 mm und einer Länge von 150 mm) mit Glasperlen und füllen Sie den unteren 5 cm Teil der Röhre13.
  2. Laden Sie einen bestimmten Betrag (der Betrag ist nicht für jedes Mal kontrolliert, aber es ist normalerweise mehr als 2,7 mL um den späteren Schneidvorgang zu gewährleisten) 1 wt % TOCN Sol in den oben genannten PP-Röhrchen mit Glasperlen.
    Hinweis: TOCN Sol direkt füllte in den PP-Rohr ohne Gießen in Glasperlen für die Untersuchung des Effekts Abstand an den unidirektionalen Gefrierprozess beteiligt war. In diesem Fall wurde die Höhe der TOCN Sol 11 mL.
  3. Entfernen Sie vorsichtig die Bläschen, die möglicherweise während des Ladens Sol generiert wurden. Halten Sie die PP-Röhrchen mit der TOCN Sol bei 4 ° C über Nacht vor dem Gebrauch.
  4. Legen Sie die oben genannten PP-Röhrchen mit TOCN Sol der Dipp Maschine, die für unidirektionale Einfrieren verwendet wird. Legen Sie die entsprechenden Parameter und starten Sie das PP Rohr eintauchen, in eine Thermoskanne mit flüssigem Stickstoff (-196 ° C) mit einer konstanten Geschwindigkeit von 50 cm h-1 (Abbildung 1).
  5. Schneiden Sie den PP-Rohr-Teil mit einer Säge und knacken Sie den gefrorenen TOCN Sol Teil in mehrere Abschnitte. Einfrieren trocken diese Abschnitte mit einer Gefriertrocknung Maschine bei-10 ° C für 1 Tag, dann bei-5 ° C für 1 Tag und schließlich bei 0 ° C für 1 Tag. MHM-TOCN erhielt als weiß-farbigen Monolithen (Abbildung 1).

6. Vorbereitung der Microhoneycomb Monolith aus der TOCN-SBR vermischt Sol (bezeichnet MHM-TOCN/SBR) und TOCN-TiO2 Sol (bezeichnet MHM-TOCN/TiO2 )

  1. Laden Sie mit Glasperlen, füllen die unteren 5 cm Teil der Rohre aus Polypropylen (PP)-Röhren (mit einem Innendurchmesser von 13 mm, einem Außendurchmesser von 15 mm und einer Länge von 150 mm).
    Hinweis: Die Glasperlen werden verwendet, um den Bereich wo instationären Eis Kristallwachstum auftritt, um einheitliche Morphologie der daraus resultierenden Probe zu erreichen. Die Größe und die Oberflächeneigenschaft von den Glasperlen beeinflussen nicht die Morphologie der daraus resultierenden Probe.
  2. Gewissen zu laden (die Menge ist nicht für jedes Mal kontrolliert, aber es ist normalerweise mehr als 2,7 mL dazu den nachfolgenden Schneidprozess) von der TOCN-SBR gemischt Sol oder TOCN-TiO2 gemischte Sol in der PP Rohre mit Glasperlen.
  3. Entfernen Sie vorsichtig die Bläschen, die möglicherweise während des Ladens Sol generiert wurden. Halten Sie die PP-Rohre mit den oben genannten Sol bei 4 ° C über Nacht vor Gebrauch gemischt.
  4. Befestigen Sie die PP-Rohre mit den oben genannten gemischt Sols DIP zerspanbar für unidirektionale Einfrieren verwendet wird. Legen Sie die entsprechenden Parameter und starten Sie Eintauchen der PP-Rohr in einen Behälter mit flüssigem Stickstoff (-196 ° C) mit einer konstanten Geschwindigkeit von 20 cm h-1.
  5. Schneiden Sie den PP-Rohr-Teil mit einer Säge und knacken Sie der gefrorenen TOCN-SBR gemischt Sol Teil in mehrere Abschnitte.
  6. Einfrieren trocken diese Abschnitte mit einer Gefriertrocknung Maschine bei-10 ° C für 1 Tag, dann bei-5 ° C für 1 Tag und schließlich bei 0 ° C für 1 Tag. Die MHM-TOCN/SBR und MHM-TOCN/TiO2 wurden als weißen Monolithen erhalten.

7. Vorbereitung der Microhoneycomb Monolith aus TOCN-SOCF gemischt Sol (bezeichnet MHM-TOCN/SOCF)

  1. Laden Sie ein Polypropylen (PP)-Rohr (einen Innendurchmesser von 13 mm) mit einem Außendurchmesser von 15 mm und einer Länge von 150 mm mit Glasperlen, füllen die unteren 5 cm Teil des Rohres.
  2. Gewissen zu laden (die Menge ist nicht für jedes Mal kontrolliert, aber es ist normalerweise mehr als 2,7 mL um den späteren Schneidvorgang zu gewährleisten) von TOCN-SOCF Sol in den oben genannten PP-Röhrchen mit Glasperlen gemischt.
  3. Entfernen Sie vorsichtig die Bläschen, die möglicherweise während des Ladens Sol generiert wurden. Halten Sie die PP-Röhrchen mit den oben genannten Sol bei 4 ° C über Nacht vor Gebrauch gemischt.
  4. Befestigen Sie die PP-Röhrchen mit den oben genannten gemischt Sol der Dipp Maschine, die für unidirektionale Einfrieren verwendet wird. Legen Sie die entsprechenden Parameter und starten Sie Eintauchen der PP-Rohr in einen Behälter mit flüssigem Stickstoff (-196 ° C) mit einer konstanten Geschwindigkeit von 20 cm h-1.
  5. Schneiden Sie den PP-Rohr-Teil mit einer Säge und knacken Sie den gefrorenen TOCN SOCF Sol Teil in mehrere Abschnitte. Einfrieren trocken diese Abschnitte mit einer Gefriertrocknung Maschine bei-10 ° C für 1 Tag, dann bei-5 ° C für 1 Tag und schließlich bei 0 ° C für 1 Tag. MHM-TOCN/SOCF wurde als weiß-grau Monolith erhalten.

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Representative Results

Die Morphologien für verschiedene Positionen der MHM-TOCN entlang der Richtung der unidirektionalen Einfrieren untersucht und in Abbildung 2dargestellt. Die Position wird weiter Weg von den Unterteil des MHM-TOCN, zeigte sich eine allmähliche Morphologie-Änderung (Abbildung 2, Diskussion). Durch die Einführung einer zweiten Komponente in der TOCN Sol Sol eine homogene Mischung zu bilden, ist es möglich, verschiedene Arten von zusammengesetzten MHMs vorbereiten. Zum Beispiel, sind zusammengesetzte MHMs einschließlich SBR (Abbildung 3a), TiO2 (Abb. 3 b) oder auch Kohlefaser (Abbildung 4) vorbereitet.

Figure 1
Abbildung 1: Schematische der Vorbereitung der MHM-TOCN von unidirektionalen Gefriertrocknung Ansatz. Das unidirektionale Einfrieren erfolgt mit einem Dipp Maschine in der linken Seite angezeigt. Nach unidirektional Einfrieren erfolgte Gefriertrocknung mit ein Gefriertrockner MHM-TOCN liefern. Diese Zahl wurde aus der Pfanne, Z. Z geändert. Et al. 13. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: Morphologische Charakterisierung der verschiedenen Positionen der MHM-TOCN. (ein) Schaltplan mit Kennzeichnung der unterschiedlichen Positionen der MHM-TOCN markiert. (b-h) REM-Bilder des Querschnitts der MHM-TOCN mit einem Abstand auf den Boden (die Spitze) des MHM-TOCN von 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 cm, beziehungsweise. (ich) SEM Bild der Längsschnitt des MHM-TOCN. Beachten Sie, dass in einem typischen UDF-Experiment Glasperlen immer verwendet werden, um den unteren 5 cm Teil des PP-Rohr füllen vor dem Laden der Sol für die unidirektionale Einfrieren, so dass Pseudo-stetig wachsende Eiskristalle erreicht werden kann. Allerdings war hier TOCN Sol direkt gefüllt in der PP-Rohr ohne Gießen in Glasperlen zuerst um die Entfernung Wirkung zu untersuchen, die in den unidirektionalen Gefrierprozess beteiligt hat. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3: Morphologische Charakterisierung auf zwei MHM Verbundwerkstoffe. (a und b) zeigen die Kreuz SEM Schnittbilder (a) MHM-TOCN/SBR und (b) MHM-TOCN/TiO2, beziehungsweise. Rechten oberen Einsätze innerhalb von (a) und (b) sind optische Bilder von MHM-TOCN/SBR und MHM-TOCN/TiO2, beziehungsweise. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: REM-Aufnahme der MHM-TOCN/SOCF. Das Bild zeigt die neue Struktur mit SOCF verbinden die benachbarten Microhoneycomb Wände, und der Einsatz innerhalb des Bildes ist ein optisches Bild von MHM-TOCN/SOCF.

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Discussion

Der wichtigste Schritt zur Erreichung der MHMs ist der unidirektionalen Einfrieren Schritt, bei denen Wasser erstarrt zu bilden Säulenartige Eiskristalle und drücken Sie die Dispersoid zur Seite, um den Rahmen bilden. Die unidirektionale Gefrierprozess umfasst im wesentlichen Wärmeübertragung zwischen der Vorläufer-Sol und das Kühlmittel. In unserem Setup war eine Dipp Maschine benutzt, um ein PP-Röhrchen mit einem Vorläufer-Sol in das Kühlmittel (flüssiger Stickstoff) mit einer konstanten Geschwindigkeit einfügen. Da Flüssigstickstoff ganze Zeit verdunstet hält, wird ein Fluctuant Temperaturgradient oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Stickstoff erzeugt. Vor dem Berühren der Stickstoff Flüssigkeitsspiegel, erlebte das PP-Rohr unweigerlich Wärmeaustausch mit der kalten Luft oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Stickstoff die Temperaturschwankungen des unteren Teils der PP-Röhre verursacht hat. Darüber hinaus abgekühlt bei Berührung der Flüssigkeitsstand Stickstoff, die Temperatur der Unterteil der PP-Rohr sank sofort auf eine Temperatur nahe, die von flüssigem Stickstoff (-196 ° C) und dem angrenzenden Teil auch schnell auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff . Es war nicht bis die unidirektionale Einfrieren begann statt eine bestimmten Position, dass die Psudo-Steady-Wärmeübertragung verwandt ist. Nach dem Einfrieren, geknackt wurde das PP-Rohr aus in Abschnitte für die Gefriertrocknung. Die Abschnitte wurden sofort zu einem kalten Brunnen übertragen als Eis Auftauen, tendenziell was Morphologie Verschlechterung der daraus resultierenden Proben führen würde. Darüber hinaus wurde die Gefriertrocknung Prozess sorgfältig bei einer Temperatur durchgeführt, die unter 0 ° C ist zu vermeiden, das Auftauen des Eises. Wir beobachteten Positionen ein MHM-TOCN von oben unten, wie in Abbildung 2adargestellt werden. Positionen (b-h), die 1-7 cm weg von der Unterseite sind, wurden mit SEM, beobachtet, wie in Abbildung 2 b-hangezeigt werden. Die Position (b), 1 cm oberhalb von unten hat eine orientierte Morphologie in Richtung der Mitte der Masse (Abb. 2 b). Dies ist vergleichbar mit derjenigen der Monolith aus Sprung-Einfrieren13, beinhaltet die dominierende Wärmeaustausch entlang der basalen Ebene vorbereitet. Aus der Position, die 2 cm vom Boden entfernt ist, war eine gut ausgerichtete wabenartigen Morphologie (Abbildung 2 c-h) gewonnen, die unidirektionale Wachstum von Eiskristallen entlang der Längsrichtung des PP-Rohr. Es sollte erwähnt werden, dass die Größe der Microhoneycomb eine offensichtliche Zunahme von Position (c) bis (d erlebt), und danach stabil gehalten. Dies wird dahingehend Abstand zugeschrieben, die in einer unteren Position als Position (c), einem höheren Temperaturgradienten und eine höhere wachsende Geschwindigkeit der Eis Kristalle17 beteiligt waren, wodurch kleinere Eiskristalle. Jedoch bei höheren Positionen wie Position (d), der Abstand-Effekt nicht mehr angewendet und der Temperaturgradient relativ stabil, was zu einer stetigen Kanal Größe von 10 μm. Die Kanal-Größe der MHM-TOCN gemäß Tauchen Lichtgeschwindigkeit PP Rohr verändern würde, aber die Microhoneycomb Morphologie beibehalten13. Die Kanal-Größe könnte in einem Bereich von 10 bis ~ 200 μm13abgestimmt werden, und entweder eine größere oder kleiner Kanal nur mit speziellen Design erreicht werden. Abbildung 2i gibt die Morphologie der MHM-TOCN entlang der Längsschnitt zeigt die unidirektional durchdringende Natur der MHM-TOCN. Dies unterscheidet sich deutlich von der 3-dimensionalen porösen Strukturen, die aus dem Kühlschrank Einfrieren18 oder flüssigem Stickstoff abschrecken19gewonnen wurden.

Der größte Vorteil unserer Methode ist seine Vielseitigkeit bei der Kontrolle der Zusammensetzung des daraus resultierenden Monolithen. Wir fanden, dass TOCNs eine starke Tendenz in Richtung bilden die MHM-Struktur über den UDF-Prozess. Einfach mit der Erstellung einer Vielzahl von Mischung Sol, kann eine Reihe von zusammengesetzten MHMs erreicht werden. Wir haben viele Beispiele in unseren vorherigen Bericht13gezeigt. Ein typisches Beispiel ist die Kombination mit einem wasserlöslichen Polymer und präsentieren wir ein weiteres Beispiel-SBR hier, wie in Abbildung 3agezeigt. Diese Arten von zusammengesetzten MHMs haben eine glatte Microhoneycomb Wand, zeigt eine homogene Verteilung der enthaltenen Komponenten. Weiter, haben wir bestätigt, dass der MHM-TOCN als Unterstützer für Nanopartikel verwendet werden könnten, wie in Abbildung 3 bgezeigt. Eine Mischung Vorläufer Sol TOCNs und TiO2 Nanopartikel ergab einen wohlgeordneten MHM mit TiO2 Nanopartikel haften an der Oberfläche der Microhomeycomb Wände. Dies kann weiter verlängert werden, um funktionelle MHMs einschließlich einer Vielzahl von Nanopartikeln vorzubereiten.

Zu guter Letzt konnte unsere Methodik für neuartige Konstruktionen mit Unterbau in den Mikrokanälen weiter ausgebaut werden. Wir fanden, dass durch die Einführung eines Oberfläche oxidierten Kohlefaser (SOCF) in der Vorstufe Sol, eine zusammengesetzte MHM mit SOCFs Überbrückung der benachbarten Microhoneycomb Wände schließlich durch den UDF-Prozess (Abbildung 4) erworben wurde. Obwohl weitere Erhöhung des Betrags der SOCF das Psudosteady Wachstum von Eiskristallen stört, die das MHM führt, beweist das aktuelle Ergebnis die Machbarkeit dieser Methode verwendet werden, um neuartige Strukturen zu erkunden. Sobald eine dichtere Struktur mit bestimmten Zähigkeit erreicht ist, kann man eine Vielzahl von Anwendungen wie Energiespeicher für diese Materialien vorstellen.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde vom National Basic Research Program of China (2014CB932400), National Natural Science Foundation of China (Nr. 51525204 und U1607206) und Shenzhen grundlegende Forschungsprojekt (Nr. unterstützt. JCYJ20150529164918735). Darüber hinaus möchten wir Daicel Allnex Ltd. und JSR Co. freundlicherweise liefert Polyurethane und Styrol-Butadien-Kautschuk, bzw. danken.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Nadelholz Bleached Kraft Pulp Seioko PMC company CSF=600
TEMPO Macklin Inc. T819129 98%
NaBr Macklin Inc. S818075 AR, 99%
NaClO Aladin Inc. S101636 6-14 wt% active chlorine basis
SBR colloid JSR corp. TRD102A 48.5 wt%
TiO2 Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. A63725402 crystalline anatase phase
carbon fiber Shenzhen Xian’gu Ltd. XGCP-300
Nitric acid Huada Reagent Ltd. 7697-37-2 65-68 wt%
Mixer Scientific Industries, Inc G-560 the mixer 
Mechanical blender Waring Lab Ltd. MX1000XTX For disintegrating cellulose bundles into nanofibers.
Homogenizer Scientz Ltd. HXF-DY For dispersing TiO2 nanoparticles
pH meter  Horiba Ltd. F-74BW

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