Izolarea și caracterizarea nanocristalelor de celuloză din coaja de jackfruit Rapoarte științifice
Subiecte
Abstract
În lucrarea de față, nanomaterialele durabile, celuloza și nanocristalele de celuloză sferică (SCNC) au fost izolate din părțile necomestibile ale fructului de jackfruit (Artocarpus heterophyllus). Dintre cele trei metode diferite testate, tratamentul cu clorit de sodiu a produs cel mai mare randament de celuloză, 20,08 ± 0,05% g/g (greutate uscată). Vârfurile observate în spectrul CP/MAS 13 C RMN și frecvențele FTIR au relevat prezența a-celulozei și absența altor fracțiuni de biomasă precum hemiceluloză și lignină. Analiza XRD a arătat o cristalinitate ridicată de 83,42%. Apariția unui vârf endotermic ascuțit la 323 ° C în DSC și modele de descompunere între 310–420 ° C de TGA confirmă prezența celulozei. Mai mult, hidroliza acidului sulfuric a fost folosită pentru a produce SCNC și a fost examinată de TEM pentru morfologie și de HPLC pentru prezența glucozei.
Introducere
Celuloza este cel mai amplu biopolimer de pe pământ 1,2 și unul dintre polimerii folosiți pe scară largă în sectoarele alimentar, farmaceutic și biocombustibil 3,4. Celuloza derivată din biomasă prezintă forme amorfe și cristaline cu diferite regiuni, cum ar fi macro fibrile, fibre, pori și micro și nanocristale. La nivel molecular, celuloza conține lanțuri de glucan și legături de hidrogen 5 .
Celuloza hidrolizată cu acid produce, în general, CNC-uri de 20 × 100–200 nm dimensiunea 6. În plus față de aplicațiile comerciale ale celulozei, CNC-urile au câștigat o atenție extraordinară în ultimii ani pentru utilizarea în tehnologiile de remediere a mediului și formulări farmaceutice. Densitatea ultra-mică, arhitectura poroasă reglabilă și proprietățile mecanice remarcabile ale CNC-urilor le fac ideale pentru mai multe aplicații. Nanoceluloză a fost utilizată la prepararea materialelor funcționale optice, cum ar fi nematicul chiral, filmele irizate, materialele plastice cu efect de seră, tehnologiile anti-contrafăcute și urmărirea particulelor 7. De asemenea, sunt explorate spume/aerogeluri ultralegere, durabile și flexibile bazate pe CNC pentru diverse aplicații 8. Nanoceluloză a fost utilizată pe scară largă ca umplutură naturală pe mai multe compozite, deoarece are rezistență mecanică ridicată, modul, 138-150 GPa; și rezistența la tracțiune, 10 GPa 9. S-a raportat esterificarea nanocelulozei pentru redarea hidrofobiei pentru a facilita dizolvarea ușoară în solvenți nepolari și matrice de polimeri 10 .