Прагрэс даследаванняў і перспектывы функцыянальнай цэлюлозы

За апошнія гады даследаванні функцыянальнай цэлюлозы дасягнулі значнага прагрэсу, абумоўленага ростам попыту на ўстойлівыя і аднаўляльныя матэрыялы ў розных галінах прамысловасці. Функцыянальная цэлюлоза адносіцца да вытворных цэлюлозы або мадыфікаванай цэлюлозы з індывідуальнымі ўласцівасцямі і функцыямі, якія перавышаюць іх родную форму. Вось некаторыя ключавыя вынікі даследаванняў і перспектывы функцыянальнай цэлюлозы:

1. Біямедыцынскае прымяненне: функцыянальныя вытворныя цэлюлозы, такія як карбаксіметылцэлюлоза (КМЦ), гідраксіпрапілцэлюлоза (ГПЦ) і нанакрышталі цэлюлозы (ЧНК), даследуюцца для розных біямедыцынскіх прымянення. Сюды ўваходзяць сістэмы дастаўкі лекаў, павязкі для ран, каркасы для тканкавай інжынерыі і біясенсары. Біясумяшчальнасць, біяраскладальнасць і наладжвальныя ўласцівасці цэлюлозы робяць яе прывабным кандыдатам для такіх ужыванняў.
2. Матэрыялы на аснове нанацэлюлозы: нанацэлюлоза, у тым ліку нанакрышталі цэлюлозы (CNC) і нанафібрылы цэлюлозы (CNF), выклікала значную цікавасць дзякуючы сваім выключным механічным уласцівасцям, высокім суадносінам бакоў і вялікай плошчы паверхні. Даследаванні сканцэнтраваны на выкарыстанні нанацэлюлозы ў якасці арматуры ў кампазітных матэрыялах, плёнках, мембранах і аэрагелях для ўпакоўкі, фільтрацыі, электронікі і канструкцыйных матэрыялаў.
3. Разумныя і спагадныя матэрыялы: Функцыяналізацыя цэлюлозы палімерамі або малекуламі, якія рэагуюць на стымулы, дазваляе распрацоўваць разумныя матэрыялы, якія рэагуюць на знешнія раздражняльнікі, такія як pH, тэмпература, вільготнасць або святло. Гэтыя матэрыялы знаходзяць прымяненне ў сістэмах дастаўкі, зандзіравання, прывядзення ў дзеянне і кантраляванага вызвалення лекаў.
4. Мадыфікацыя паверхні: вывучаюцца метады мадыфікацыі паверхні, каб наладзіць паверхневыя ўласцівасці цэлюлозы для канкрэтнага прымянення. Прышчэпка паверхні, хімічная мадыфікацыя і пакрыццё функцыянальнымі малекуламі дазваляюць увесці патрэбныя функцыянальныя магчымасці, такія як гідрафобнасць, антымікробныя ўласцівасці або адгезія.
5. Зялёныя дабаўкі і напаўняльнікі: вытворныя цэлюлозы ўсё часцей выкарыстоўваюцца ў якасці зялёных дабавак і напаўняльнікаў у розных галінах прамысловасці для замены сінтэтычных і неаднаўляльных матэрыялаў. У палімерных кампазітах напаўняльнікі на аснове цэлюлозы паляпшаюць механічныя ўласцівасці, памяншаюць вагу і павышаюць устойлівасць. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў якасці мадыфікатараў рэалогіі, загушчальнікаў і стабілізатараў у фарбах, пакрыццях, клеях і сродках асабістай гігіены.
6. Рэабілітацыя навакольнага асяроддзя: функцыянальныя цэлюлозныя матэрыялы даследуюцца для прымянення рэабілітацыі навакольнага асяроддзя, напрыклад, ачысткі вады, адсорбцыі забруджвальных рэчываў і ліквідацыі разліваў нафты. Адсарбенты і мембраны на аснове цэлюлозы перспектыўныя для выдалення цяжкіх металаў, фарбавальнікаў і арганічных забруджвальных рэчываў з забруджаных крыніц вады.
7. Назапашванне і пераўтварэнне энергіі: Матэрыялы, атрыманыя з цэлюлозы, даследуюцца для назапашвання і пераўтварэння энергіі, у тым ліку суперкандэнсатары, батарэі і паліўныя элементы. Электроды, сепаратары і электраліты на аснове нанацэлюлозы валодаюць такімі перавагамі, як высокая плошча паверхні, наладжвальная сітаватасць і экалагічная ўстойлівасць.
8. Лічбавая і адытыўная вытворчасць: функцыянальныя цэлюлозныя матэрыялы выкарыстоўваюцца ў лічбавых і адытыўных тэхналогіях вытворчасці, такіх як 3D-друк і струменевы друк. Біячарніла і матэрыялы для друку на аснове цэлюлозы дазваляюць вырабляць складаныя структуры і функцыянальныя прылады з біямедыцынскімі, электроннымі і механічнымі прымяненнямі.

даследаванні функцыянальнай цэлюлозы працягваюць развівацца, абумоўленыя пошукам устойлівых, біясумяшчальных і шматфункцыянальных матэрыялаў у розных галінах. Чакаецца, што працяг супрацоўніцтва паміж навуковымі коламі, прамысловасцю і дзяржаўнымі ўстановамі паскорыць распрацоўку і камерцыялізацыю інавацыйных прадуктаў і тэхналогій на аснове цэлюлозы ў бліжэйшыя гады.