Materialefremstilling fra partikler tager et kæmpe skridt fremad

Små fibriller udvundet fra planter har fået meget opmærksomhed for deres styrke. Disse nanomaterialer har vist meget lovende i at overgå plastik, og endda erstatte dem. Et hold ledet af Aalto University har nu vist en anden bemærkelsesværdig egenskab ved nanocellulose:deres stærke bindende egenskaber til at danne nye materialer med enhver partikel.

Samhørighed, evnen til at holde tingene sammen, fra størrelsen af ​​nanopartikler til byggepladser er iboende for disse nanofibriller, som kan fungere som mørtel til en næsten uendelig type partikler som beskrevet i undersøgelsen. Nanocelluloses evne til at samle partikler til sammenhængende materialer er kernen i undersøgelsen, der forbinder årtiers forskning i nanovidenskab til fremstilling.

Forskningen afslører universaliteten af ​​samhørighed ledet af nanocelluloser

I et blad netop offentliggjort i Videnskabens fremskridt , forfatterne demonstrerer, hvordan nanocellulose kan organisere sig på en lang række forskellige måder ved at samle sig omkring partikler for at danne meget robuste materialer. Som påpeget af hovedforfatteren, Dr. Bruno Mattos, "Det betyder, at nanocelluloser inducerer høj kohæsion i partikelformige materialer på en konstant og kontrolleret måde for alle partikeltyper. På grund af så stærke bindingsegenskaber, sådanne materialer kan nu bygges med forudsigelige egenskaber og derfor nemt konstrueres."

I det øjeblik et materiale er skabt af partikler, man skal først finde på en måde at skabe sammenhæng på, som har været meget partikelafhængig, "Ved brug af nanocellulose, vi kan overvinde enhver partikelafhængighed, " tilføjer Mattos.

Det universelle potentiale ved at bruge nanocellulose som en bindende komponent stiger fra deres evne til at danne netværk på nanoskala, der tilpasser sig efter de givne partikler. Nanocellulose binder mikrometriske partikler, danner pladelignende strukturer, meget ligesom papir-maché, som man gør i skolerne. Nanocellulose kan også danne små fiskenet til at fange mindre partikler, såsom nanopartikler. Ved at bruge nanocellulose, materialer bygget af partikler kan formes til enhver form ved hjælp af en ekstrem nem og spontan proces, der kun kræver vand. Vigtigt, undersøgelsen beskriver, hvordan disse nanofibre danner netværk efter præcise skaleringslove, der letter deres implementering.

Denne udvikling er især aktuel i nanoteknologiernes æra, hvor det er essentielt at kombinere nanopartikler i større strukturer. Som Dr. Blaise Tardy påpeger, "Nye ejendomsgrænser og nye funktionaliteter vises jævnligt på nanoskalaen, men implementering i den virkelige verden er sjælden. At optrevle fysikken i forbindelse med skaleringen af ​​sammenhængen mellem nanofibre er derfor et meget spændende første skridt mod at forbinde laboratorieresultater med nuværende fremstillingspraksis." For enhver succes, stærk binding mellem partiklerne er nødvendig, en mulighed heri, som nanocellulose tilbyder.

Nanofibre udvundet fra planter bruges som universelle bindemidler til partikler til dannelse af en række funktionelle eller strukturelle materialer

Holdet har vist en vej til at opnå skalerbarhed i produktionen af ​​materialer, fra partikler så små som 20 nm i diameter til dem, der er 20, 000 større. Desuden, inerte partikler såsom metalliske nanopartikler til levende væsener såsom bagegær kan blandes. De kan have forskellig form, fra 1D til 3D, hydrofil eller hydrofob. De kan omfatte levende mikroorganismer, funktionelle metalliske partikler, eller pollen, opnå nye kombinationer og funktionaliteter. Ifølge teamlederen, Prof. Orlando Rojas, "Dette er en kraftfuld og generisk metode, et nyt alternativ, der bygger bro over kolloid videnskab, materialeudvikling og fremstilling."

"Nanofibrillære netværk muliggør universel samling af superstrukturerede partikelkonstruktioner" blev offentliggjort i Videnskabens fremskridt .