Нанокристаллы целлюлозы, как оказалось, имеют прочность стали | Gearmix
23.12.2013 6:29

Нанокристаллы целлюлозы, как оказалось, имеют прочность стали

Источник перевод для gearmix ()

Те же самые кристаллы целлюлозы, что придают деревьям и растениям их крепость, малый вес и устойчивость, как оказалось, имеют прочность стали.

Nanocellulose_Netzwerk_2_Website_06

Вычисления, основанные на высокоточных моделях атомарной структуры целлюлозы, показали, что её кристаллы имеют жёсткость 206 гигапаскаль, что сопоставимо с жёсткостью стали, говорит доцент в области гражданского строительства Университета Пердью Пабло Заватьери.

«Этот материал с потрясающими свойствами имеется на нашей планете в большом количестве, он возобновим, и в настоящий момент является всего лишь отходом бумажной промышленности», говорит он.

«Свойства этих кристаллов очень сложно измерить экспериментально, поскольку они чрезвычайно малы», говорит Заватьери. «Нам впервые удалось предсказать их свойства с помощью методов квантовой механики».

«Наше исследование очень важно для разработки новых материалов на основе целлюлозы, которыми в настоящий момент занимаются многие исследовательские группы по всему миру, поскольку они могут найти себе множество применений – от электроники и медицинских устройств, до структурных компонентов в автомобильной, гражданской и аэрокосмической промышленности».

Нанокристаллы целлюлозы представляют собой потенциальную экологичную альтернативу углеродным нанотрубкам, способную усиливать такие материалы, как, например, полимеры или бетон. Применения биоматериалов из целлюлозных нанокристаллов могут включать в себя биоразложимые пластиковые пакеты, ткани и бинты; гибкие батареи, изготовленные из электропроводящей бумаги; новые методы доставки лекарств в организм человека; гибкие прозрачные дисплеи для электронных устройств; специальные фильтры для очистки воды; новые типы сенсоров; и компьютерная память.

Сама же целлюлоза может добываться из различных биологических источников, которые включают в себя деревья, растения, водоросли, океанические организмы-оболочники, и бактерии, которые создают вокруг себя защитные оболочки из целлюлозы.

Производство таких биоматериалов может стать естественным расширением бумажной и биотопливной промышленности, и использовать технологии, которые уже с успехом применяются для создания материалов на основе целлюлозы.

Вдобавок, поверхность целлюлозных кристаллов можно химически модифицировать, чтобы придать ей различные свойства. Например – ей можно придать возможность более крепкого соединения с усиливающим полимером для создания новых прочных композитных материалов.

Заватьери планирует расширить своё исследование, чтобы изучить свойства альфа-хитина – материала из карапаксов лобстеров, крабов, моллюсков и насекомых. Альфа-хитин как предполагается, имеет механические свойства, сходные с наноцеллюлозой.

«Этот перспективный материал также весьма избыточен, возобновим, и является отходом пищевой промышленности», говорит Заватьери.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Комментарии запрещены.