Νανοκυτταρίνη

Νανοκυτταρίνη.

Νανοκυτταρίνη (Nanocellulose)^[1][2] είναι τύπος νέας κυτταρίνης, οποίος αναφέρεται συνήθως ως κυτταρίνη νανοκλίμακας. Είναι δηλ. υλικό νανοκυτταρινικό αποτελούμενο από ινίδια πάχους 5-20 nm και μήκους έως λίγα μικρόμετρα (μm). Είναι υφής ψευδοπλαστικής, ομοιάζει με ένα ρευστό σώμα παχύρευστο, με υψηλό έως εξαιρετικά υψηλό ιξώδες σε κανονικές συνθήκες αλλά με ανάδευση και θερμοκρασία δύναται να γίνει πολύ λεπτό. Έχει έντονες θιξοτροπικές ιδιότητες.

Παράγεται με διάφορες νανοτεχνολογικές τεχνικές από φυσικές ύλες κυτταρινικών υλικών, πρωτίστως: μπαμπού, φύκια, κενάφ, βαμβάκι, ξύλο (κωνοφόρα), διαμέσου πολτοποίησης με χημικά μέσα αφού κατεργαστεί προηγούμενα και μικρο-ρευστοποιηθεί. Έχει σήμερα ποικίλες εφαρμογές στη βιομηχανία των νέων υλικών (νέα νανοϋλικά, βιοφαρμακευτικά, ρητίνες ξύλου, ηλεκτρονικά μέρη, υπεραγωγοί, μπαταρίες, υποστηρικτικά κατάλυσης, υπεραπορροφητικά υλικά, ηλεκτροδραστικά πολυμερή).^[3]

Οι τύποι της νανοκυτταρίνης που παράγονται σήμερα είναι οι εξής: α) νανοκρυσταλλική κυτταρίνη (cellulose nanocrystal), ή αλλιώς CNC ή NCC, β) νανοϊνώδης κυτταρίνη (cellulose nanofibers), ή αλλιώς CNF, και, γ) βακτηριακή νανοκυτταρίνη (nanofibrillated cellulose), ή αλλιώς NFC, η οποία δημιουργείται με τη βοήθεια βακτηρίων.

Καρβοξυλική νανοκυτταρίνη σε διασπορά (εικόνα σε μικροσκοπία AFM).

Χαρακτηριστικές φυσικές, μηχανικές και χημικές ιδιότητες της νανοκυτταρίνης, που είναι και εξαιρετικά πλεονεκτήματα αυτής, είναι τα εξής^[4][5]:

• Εξαιρετικά χαμηλού ειδικού βάρους
• Πιο ανθεκτική μηχανικώς από το Kevlar®
• Ηλεκτρικά αγώγιμη
• Μη τοξική
• Εντελώς διαφανής και αδιαπέραστη από αέρια
• Εύκολα διαθέσιμη παντού και πάμφθηνη στην επεξεργασία της
• Έχει πολύ υψηλή αντοχή σε αξονικό εφελκυσμό (8 φορές υψηλότερη του χάλυβα)
• Σούπερ απορροφητική ως υλικό (τέλεια για αεροτζέλ και αφρώδη)
• Ανεξάντλητη σε ποσότητες η πρώτη ύλη της (βλ. κυτταρίνη της φυτικής και δασικής βιομάζας).

Τα τελευταία χρόνια για την αξιοποίηση της νανοκυτταρίνης, σε πλήθος εφαρμογών, δείχνουν μεγάλο ενδιαφέρον πολλές εταιρείες από κάθε σχεδόν τεχνολογικό τομέα (νανοϋλικά - αεροναυπηγική - ρητίνες - πλαστικά - αυτοκίνητα).

Παραπομπές

1. https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=3139
2. «Αρχειοθετημένο αντίγραφο» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 19 Ιανουαρίου 2022. Ανακτήθηκε στις 20 Φεβρουαρίου 2021. 
3. https://link.springer.com/article/10.1007/s11157-020-09551-z
4. https://www.kathimerini.gr/economy/international/467656/nea-protoporiaka-proionta-apo-ta-dasi-charis-sto-epanastatiko-yliko-nanokyttarini/
5. https://gre.legatechnics.com/nanocellulose-enables-manufacturing-new-environmentally-friendly-materials-308458^{[νεκρός σύνδεσμος]}