减少对化石原料的依赖将有助于实现一个更可持续的社会,如联合国可持续发展目标中所规定的12。1目前,用于合成聚合物的原料的90%,尤其是塑料,依赖于石油和天然气。2估计产生的石油的4 - 8%用于制造塑料。自1964年以来,塑料的生产增加了20倍,预计到2050年将几乎四倍。因此,为了满足对塑料和聚合物的需求,在减少石油和天然气的消耗的同时,必须开发合成这些材料的新方法。一种潜在的解决方案是将生物量用作聚合物生产的原料。纤维素是未来可持续聚合物原料的明确选择。它是最丰富的生物可生产和
菠萝以其美味的味道和营养价值而闻名,以核心,叶子和皮肤的形式产生大量废物,从而导致每年大量的积累。由于其生产的增加和潜在的环境污染,菠萝废物的有效处理已成为一个关键的挑战。本文的目的是通过将菠萝废料衍生成新的介电复合材料来挥发自然纤维。通过使用设计专家软件的优化技术实现了介电复合材料的制造过程,从而导致了值得注意的发现。然后,根据其介电性值和元素组成分析了制造材料的特性。使用矢量网络分析仪(VNA)方法测量新制造的介电材料的介电常数,而其元素组成是使用能量分散性X射线(EDX)光谱进行表征的。在本文中分析了元素组成与新制造的复合材料的介电值之间的相关性。结果,当介电复合材料由76.02%碳和22.61%的氧气组成时,获得了最高的介电常数(4.08)。相反,当材料碳含量降低到69.32%,其氧含量增加到29.81%时,该材料表现出较低的介电率值(2.87)。这种结果强调了碳在吸收和存储电磁信号中的关键作用,从而影响了材料的介电特性。总而言之,本文揭示了用于废菠萝叶的开创性用途,展示了它们的碳含量如何显着影响所得的介电复合材料的介电特性。例如,这种创新的环保材料为电子设备(例如PCB,天线和传感器)中不可回收的介电材料提供了可持续的替代方案。
摘要。这项研究探讨了对环保CNC-PALM油,GNP-PALM油以及CNC/GNP-PALM OIL MONO和混合纳米流体的热物理特性的检查。稳定性评估涉及全面的分析,结合了视觉观察和导热率评估。值得注意的是,观察到的杂交混合物的比例升高导致纳米悬浮的稳定性增强,从而确保了纳米材料在碱液体内的均匀分散体长期。结果表明,含有CNC/GNP并用棕榈油配制的杂化纳米流体表现出很大的稳定性。在令人印象深刻的30天持续时间内进行全面的视觉检查显示,累积最小,强调了这些纳米流体的持久稳定性。该研究还检查了关键的热和物理特性,包括有关温度的热导率和粘度。在导热率中看到了最显着的增强,在70°C下,0.1W/V%浓缩的CNC/GNP/GNP/GNP/棕榈油杂化纳米流体的100%增加了100%,与基础流体相比表现出显着改善。此外,粘度有明显的增量,尽管与导热率相比,增强性的增强性更高。这些结果表明,浓度升高之间的直接关系可以提高稳定性和导热率。这项研究为在纳米流体应用中利用CNC/GNP提供了宝贵的见解,这对需要增强的热性能和流体稳定性的田地影响。
真菌纤维素酶是过去四十年来最受追捧的微生物来源生物分子。由于它们在生物能源行业中用于水解纤维素的新兴应用,而纤维素是地球上最丰富的纤维素来源,因此研究趋势正朝着适应深层发酵的方向转变。然而,丝状真菌物种是高效的纤维素酶生产者,它们非常适应低水分固体载体作为底物,例如在自然界中。因此,目前正在研究各种发酵策略,以使其适应深层发酵,从而大量高质量地生产纤维素酶。新兴的研究趋势,例如使用廉价原料、营养和/或培养优化、创新的生物反应器设计、微粒辅助真菌生长和创新的基因工程方法,是研究人员最近为充分发挥这些生物分子的潜力而做出的一些努力。本综述讨论了其中一些策略及其在各种研究条件下的成功率。此外,还特别关注提高纤维素酶的市场价值以及提高工业规模生产所需的创新策略。
通过干燥胆汁固醇液晶(CLC)对纤维素纳米晶体(CNC)干燥胆汁脱脂液晶(CNC)产生的曲面表现出的波长和极化选择性的bragg反射,这使这些生物库的纳米颗粒极有效,许多光学应用都极有效。虽然传统产生的纤维是在浮出水面,但如果给出了球形曲率,则CLC衍生的螺旋CNC排列将获得新的强大功能。干燥的CNC悬浮液液滴不起作用,因为在各向异性胶体液滴中动力学停滞的发作会导致严重的屈曲和球形形状的丧失。在这里,通过在不可压缩油滴的球形微壳中确定CNC悬浮液可以避免这些问题。这可以防止屈曲,确保强螺旋螺距压缩,并产生具有独特可见颜色的单域胆固醇球形旋转式旋转颗粒。有趣的是,受约束的收缩会导致自发穿刺,使每个粒子都有一个单个孔,可以通过该孔提取内部油相进行回收。通过在不同的分数下混合两种不同的CNC类型,在整个可见光谱中调整了反射颜色。新方法添加了一种多功能工具,以寻求使用生物培养的CLC,从而使球形弯曲的颗粒具有相同的出色光学质量和光滑的表面,与以前仅获得的曲线相同。
摘要:纳米纤维素是一种基于生物的材料,在水纯化领域具有巨大的潜力。可能用作从溶液中去除金属离子的关键吸附剂材料。然而,尚不清楚吸附在纤维素表面上的金属离子的结构。这项工作的重点是使用异常的小角X射线散射(ASAXS)定量地确定带负电荷的箱子型纤维素纳米晶体(CNC)的不同货架的金属离子的三维分布。这些分布会影响这些材料中的水和离子通透性。数据表明,将CNC表面的羧酸盐密度从740 mmol/kg增加到1100 mmol/kg改变了吸附离子的结构的性质,从单层变成了单层结构。单层在CNC纳米颗粒周围建模为船尾层,而多层结构则建模为纳米颗粒周围柱状层顶部的弥漫层。在船尾层中,最大离子密度从1680升至4350 mmol的RB + /(CNC的kg),随着纳米颗粒表面上的羧酸盐密度的增加。此外,数据表明,CNC可以利用多种机制(例如静电吸引力和交际效应)来吸附不同价值的植物。通过了解吸附金属离子的空间组织,可以进一步优化基于纤维素的吸附剂的设计,以提高分离应用中的吸收能力和选择性。关键字:纤维素纳米晶,吸附,异常小角X射线散射,吸附剂,水净化,离子交换a
文件名:b1.29_apjce-2021_go-carboxymethyl_cellulose_hydrogel_beads.pdf(5.96m)
摘要:结构颜色是一种引人入胜的光学现象,它是由复杂的光 - 物质相互作用引起的。来自天然聚合物的生物结构颜色在仿生设计和可持续结构中是无价的。在这里,我们报告了一种可再生,丰富且可生物降解的有机凝胶,该有机凝胶会产生具有生动结构颜色的稳定胆固醇液晶结构。我们使用68 wt%羟丙基纤维素(HPC)基质构建色凝胶,结合了不同的聚乙烯乙二醇(PEG)宾客分子。PEG包含具有定制极性的奇特端基团,可以通过PEG和HPC链之间的静电排斥在HPC螺旋主链上精确定位。这可以保留HPC的手性列相,而不会受到干扰。我们证明了钉子的极性会调谐HPC凝胶的反射色。此外,具有可变极性的凝胶对温度,压力和拉伸高度敏感,从而导致快速,连续和可逆的颜色变化。这些特殊的动态特征建立了手性列凝胶,作为跨显示,可穿戴设备,柔性电子,健康监测和多功能传感器的下一代应用的出色候选者。关键字:手性列结构,羟丙基纤维素,螺距,聚乙烯乙二醇,结构颜色
在生物传感器技术中使用二维(2D)材料已革命 - 领域。像石墨烯,过渡金属二核苷(MOS 2和WS 2)这样的材料,六角硼(H-BN)和黑磷具有纳米级厚度和不同的物理特性,可能会大大增强生物传感器的性能[1]。石墨烯具有特殊的电导率和机械强度,以其在生物传感器中的多功能性而广泛认可。其平面结构和高电子迁移率提高了敏感性和特定的特定性,使其成为理想的组成部分[2]。过渡金属二分法源(例如MOS 2和WS 2)由于其分层结构而具有独特的半导管特性。这些材料可以与光线和电场相互作用,使其特别适合需要精确的电特性的生物传感器应用[3]。此外,研究增强了2D材料在癌症生物传感器中的作用:一种用于肺癌检测的MOS 2 /CU 2 O传感器[4],PEC生物传感器的食管癌[5]和用于广泛癌细胞检测的实验室芯片设计[6]。
Terahertz(THZ)技术提供了从卫星和望远镜的校准目标到通信设备和生物医学成像系统的机会。一个主组件将是具有切换性的宽带THZ吸收器。然而,稀缺的具有光学切换的材料,它们的调制大多在狭窄的带宽下可用。在吸收或传播中实现具有大型和宽带调制的材料构成了关键的挑战。这项研究表明,进行聚合物 - 纤维素气凝胶可以提供宽带THZ光的调制,其调制范围很大,概率为≈13%至91%,同时保持镜面反射损失<-30 dB。特殊的THZ调制与导电聚合物的异常光学电导率峰有关,从而增强其氧化态的吸收。这项研究还证明了通过简单的化学修饰降低表面亲水性的可能性,并表明在光学频率下宽带吸收气凝剂可以通过太阳能诱导的加热来降低质量。这些低成本,水溶液可加工,可持续和生物友好的气凝胶可能会在下一代智能THZ设备中使用。