HaberlerTeknoloji & Bilim

Olağanüstü özelliklere sahip her zaman mevcut bir malzeme

5 Mins read
Selüloz: olağanüstü özelliklere sahip her zaman mevcut bir malzeme

Kredi: Lüksemburg Üniversitesi

Lüksemburg Üniversitesi’nden fizikçiler son zamanlarda selülozla ilgili olağanüstü araştırma sorularını çözmede önemli adımlar attılar. Bulguları prestijli dergilerde yayınlandı uygulamalı Kimya ve İletişim Materyalleri.

Selüloz her yerde

Kot pantolonunuz, brokoli, kağıt, ormandaki ağaçlar ve güncel uluslararası malzeme araştırmalarındaki en sıcak nanopartiküllerden birinin ortak noktası nedir? İlk bakışta birbiriyle alakasız görünse de, hepsi polimer selülozdan yapılmıştır. Aslında selülozun pek çok bağlamda ortaya çıkması o kadar da şaşırtıcı değil, çünkü selüloz, yeryüzünde en bol bulunan tek polimerdir, her bitkide ona güç ve yapı kazandırmak için sentezlenir. Dan beri eski Çağlarinsanoğlu, bu şaşırtıcı malzemeyi, üzerine yazı yazmak için kağıda, pamuk liflerini giysi yapmak için ve endüstriyel çağda ambalaj için selofan, oje için nitroselüloz ve fotoğrafik filmveya birkaç miligram ilaç almanız gerektiğinde aldığınız hapın şeklini ve hacmini oluşturmak için hidroksipropilselüloz (HPC). HPC hapın yaklaşık% 99’unu oluştursa da bu, brokolideki doğal selülozu yediğimizde sindiremeyeceğimiz gibi sindirilmez. Yine de, bu selüloz bağırsaklarımızın iyi çalışmasını sağlamada çok önemlidir; Gıdalarda genellikle ‘lif’ olarak adlandırılan şey selülozdan başka bir şey değildir.

Günümüzde, gelişmiş bir malzeme olarak selüloz, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamlarının, üniversitelerin yanı sıra endüstride de, olağanüstü özelliklerinden yararlanmanın yeni yollarını keşfettikçe yeniden doğuyor. Bu yeni gelişme, selülozun ve HPC gibi türevlerin, doğru koşullar altında suda süspanse edildiğinde veya çözüldüğünde muhteşem optik ve mekanik özelliklere sahip karmaşık düzenli yapılar halinde kendi kendine organize olabileceğinin tanınmasına dayanmaktadır. Selüloz bu siparişe girdiğinde sıvı hal‘likit kristal’ olarak adlandırılan, sürdürülebilir şekilde üretilen ve tamamen biyolojik olarak parçalanabilen ve gezegenimizde minimum ayak izi bırakan bir dizi uygulama fırsatına sahip fonksiyonel malzemeler için açılır. Bunun nedeni, bitkilerden, alglerden ve yeniden büyüyen diğer bol miktarda hammaddeden elde edilmeleridir. Bununla birlikte, ilgili süreçler karmaşıktır ve üretilen malzemelerde doğru özellikleri elde etmek için, kimyadaki ve fizikteki pek çok zorlayıcı – ama aynı zamanda uyarıcı – soruların yanıtlanması gerekir.

Selüloz: olağanüstü özelliklere sahip her zaman mevcut bir malzeme

Kredi: Lüksemburg Üniversitesi

Sıvı kristal gerçekten önemli

Prestijli dergilerde yeni yayınlanan iki makalede uygulamalı Kimya ve İletişim Materyalleri, Lüksemburg Üniversitesi Fizik ve Malzeme Bilimi Bölümünden Prof.Jan Lagerwall liderliğindeki Deneysel Yumuşak Madde Fiziği grubu, bol miktarda selüloz arasında duran olağanüstü araştırma sorularını çözmede önemli adımlar atıyor. Tabiat Ana tarafından cömertçe sağlanan kaynak ve ondan elde etmeyi umduğumuz ileri malzemeler. Her iki makale de Lüksemburg Ulusal Araştırma Fonu FNR (COReLIGHT, SSh ve MISONANCE projeleri) tarafından finanse edilen araştırmaları özetlemektedir.

İlk makalede, Lüksemburg Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Emmanouil Anyfantakis ve meslektaşları, HPC çözümlerini işlemenin radikal bir şekilde yeni bir yolunu sunarak, bunların kolayca aktıkları yerlerde düşük konsantrasyonlarda hazırlanmalarına ve manipüle edilmelerine olanak tanıyor. Hedef şeklini elde ettikten sonra – burada “sıvı kristal mermer” olarak anılan kabaca milimetre boyutunda bir küre – konsantrasyon, fazla suyun çevredeki organik çözücüye yayılmasına izin verilerek çok kontrollü bir şekilde artırılır ve daha sonra tekrar kullanılabilir. süreç. Sıvı kristal mermerler, HPC’nin görünür ışığın dalga boyu ile aynı ölçekte periyotlu bir sarmal yapı halinde düzenlenmesi sayesinde çarpıcı optik özellikler sergiler.

“Dikkat çekici bir şekilde, bu tür bir yapısal renk mermerin tamamında görülüyor, bu türden bir sıvı kristal için küresel şekle beklenmiyor ve renk mordan kırmızıya kadar tüm görünür spektrum boyunca ayarlanabiliyor. mermerlerin, sıcaklık, mekanik deformasyon ve toksik kimyasalların varlığı dahil olmak üzere birçok farklı uyarıcının elektronik olmayan (ve bu nedenle otonom, yani pil veya başka bir güç kaynağı gerekmeyen) sensörleri olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Örneğin, bir sıvı kristal Emmanouil Anyfantakis, başlangıçta yeşil renk için hazırlanan HPC mermeri kırmızıya döner ve sonunda toksik alkol metanole maruz kaldığında rengini kaybeder “diyor.

İkinci yazıda, Profesör Jan Lagerwall ve eski doktora adayı Camila Honorato-Rios, şu anda Lüksemburg Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde (LIST) Ar-Ge mühendisi olarak burada selüloz nanokristaller (CNC’ler) şeklinde saf selüloz üzerine odaklandılar. . Bunlar kristalin nanorodları selüloz bu birkaç yüz nanometre uzunluğunda ve 5-10 nanometre genişliğindedir. Ayrıca CNC’ler, çubukların sarmal bir yapıya dönüşmesiyle suda bir sıvı kristal faz oluşturur. CNC’ler, sürdürülebilir bir şekilde üretildikleri ve kompozitlerin yanı sıra kendi başlarına da oldukça faydalı olabildikleri için günümüzün en sıcak nanomalzemelerinden birini oluşturmaktadır. Ne yazık ki, üretim yöntemleri nanorodları uzunluk olarak çok dağınık bırakmaktadır, yani her CNC grubu birçok uzun ve çok sayıda kısa çubuk içerir.

“Makalede, bu uzunluk dağılımının CNC süspansiyonlarının işlenmesindeki ve tek tip özelliklere sahip malzemelerin elde edilmesindeki birçok sorunun ana nedenlerinden biri olduğunu gösterdik, çünkü uzun ve kısa çubuk süspansiyonlar çok farklı viskozitelere ve likit kristal helis çubuk uzadıkça kısalır.Bu nedenle uzunlukların dağılımı, çok farklı zaman ölçeklerinde işlenmesi gereken CNC’leri karıştırır ve sıvı kristal düzeninden faydalanması gereken katı filmlere aktarıldıklarında parçalanırlar. Sırasıyla uzun ve kısa süreli sarmallar halinde organize olmak için kısa ve uzun çubuklar arasındaki rekabet nedeniyle mozaik benzeri kırılgan yapılara dönüşüyor, “diye açıklıyor Camila Honorato-Rios.

Daha da önemlisi, yazarlar da çözümü sağlıyor. Camila Honorato-Rios ve Jan Lagerwall, sıvı kristal faz ile sıradan düzensiz bir sıvı arasındaki faz ayrımının CNC süspansiyonlarında kendiliğinden meydana geldiğini, CNC süspansiyonlarını uzunluğa göre ayırmak için kullanılabileceğini gösteriyor. Herhangi bir kimya laboratuarının standart bir bileşeni olan ayırma hunilerini kullanarak, dağınık CNC süspansiyonlarını, her biri çok daha dar bir uzunluk dağılımına sahip olan ayrı fraksiyonlara bölerler. Bu, ilk defa uzun, orta ve kısa CNC’lerin davranışını ayrı ayrı incelemelerine olanak tanır. Bu şekilde, mozaik doku olmadan tek tip ve kontrollü yapısal renk gösteren katı filmler üretirler. “Teknik kolayca ölçeklendirilebildiği için, bu CNC’nin endüstriyel kullanımı için bir oyun değiştirici olabilir. Fraksiyonasyon prosedürünü takiben, CNC üreticileri, müşterilerin bu olağanüstü yeni, sürdürülebilir şekilde üretilmiş nanomateryali bir cihazda kullanmalarına olanak tanıyan çok daha düşük dağılımlı numuneler sağlayabilir. performansını en üst düzeye çıkaran yöntem, “diyor Prof. Jan Lagerwall coşkuyla.


Duyarlı fotonik biyo-bazlı malzemelerin sıvı mermerler içinde kendiliğinden montajı


Daha fazla bilgi:
Manos Anyfantakis ve diğerleri. Duyarlı Fotonik Sıvı Mermerler, uygulamalı Kimya (2020). DOI: 10.1002 / ange.202008210

Camila Honorato-Rios vd. Parçalanmış selüloz nanokristal süspansiyonlar ile sarmal nanorod kendiliğinden birleşmeyi sorgulama, İletişim Materyalleri (2020). DOI: 10.1038 / s43246-020-00069-z

Tarafından sunulan
Lüksemburg Üniversitesi


Alıntı: Selüloz: Dikkat çekici özelliklere sahip her zaman mevcut olan bir materyal (2020, 8 Ekim) 8 Ekim 2020 tarihinde https://phys.org/news/2020-10-cellulose-ever-present-material-remarkable-properties.html adresinden erişildi.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

Benzer Haberler
Haberler

CHP'nin 2021 asgari ücreti: 3 bin 100 lira

1 Mins read
Milyonlarca işçinin merakla beklediği 2021 yılı asgari ücret miktarı, Aile ve Çalışma Bakanı Zehra Zümrüt Selçuk tarafından açıklandı. Buna göre asgari…
Haberler

‘Genelge beni bağlamaz’ dedi 24 kez ceza yedi

1 Mins read
Zonguldak’ta tantunici Erkan Cinbir, iş yerine müşteri alınca polisle tartıştı. Dükkanına gelen polislere “Genelge beni bağlamaz” diyen Cinbir, “corona virüsü yok” diye…
HaberlerTeknoloji & Bilim

Gökbilimciler 591 yüksek hızlı yıldız keşfetti

1 Mins read
2005 yılında ilk yüksek hızlı yıldız keşfedildikten sonra, 15 yıl içinde 550’den fazla yıldız birden çok teleskopla keşfedildi. Çin Bilimler Akademisi Ulusal…
Power your team with InHype

Add some text to explain benefits of subscripton on your services.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir