Kristályos nanocellulóz előállítása, jellemzése és alkalmazása
A megújuló cellulóz alapú nyersanyagok hatékony és széleskörű felhasználására a világon mindenütt egyre nagyobb figyelem összpontosul. Az évente keletkező 1,8 × 10^12 tonna biomassza hagyományos felhasználási területeinek kutatása mellett az egyik legfontosabb irány a lignocellulózokat alkotó polimerek (cellulóz, hemicellulóz, lignin) kinyerése és ezekből - már viszonylag kis anyagmennyiségek felhasználásával - új tulajdonságú és magas hozzáadott értékű termékek előállítása, amelyeket a gyógyászatban, az analitikában, az elektronikai- és az élelmiszeriparban használhatnak leginkább. Főként a fából és a cellulóz alapú szálasanyagokból kiindulva fizikai, kémiai vagy enzimmel segített folyamatok sorozatával juthatunk el a szerkezeti polimerekig.
A fás növények legfontosabb polimerje a cellulóz, amely béta-D-glükopiranóz egységekből felépülő lineáris makromolekula. A cellulóz láncok aggregációja fibrillás szerkezeteket hoz létre, amelyek hosszútávú szerveződése kristályos struktúrák képződéséhez vezet. A kristályosság nem teljes, cellulóz forrástól függően kb. 50-90 %. A cellulózzal foglalkozó kutatások egyik ígéretes területe ezeknek a kristályos egységeknek a kinyerését célozza, és az így előállított ún. kristályos nanocellulóz lehetséges felhasználási területeit vizsgálja. Kristályos nanocellulózhoz leginkább a kevésbé rendezett cellulóz részek hidrolitikus bontásával juthatunk. Az így nyert kristályos nanocellulóz néhány nm átmérőjű és körülbelül 100 nm hosszúságú tűkristályokból áll, és egyedülálló módon ötvözi a cellulóz tulajdonságokat a nanoméretű anyagok különleges jellegzetességeivel.
Kutatómunkám során összehasonlítottam a fehérített pamutból, illetve lenből nyert nanocellulóz szuszpenziók és a szuszpenziókból öntött filmek tulajdonságait. Megvizsgáltam, hogyan hat a filmek tulajdonságaira a hozzáadott lágyító típusa és mennyisége. További vizsgálatok során a cellulózt keresztkötő amino-aldehid gyanta hozzáadásával térhálós nanocellulóz filmeket készítettem, majd széleskörűen jellemeztem azokat.
szerző
-
Nagy Sebestyén
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Csiszár Emília
egyetemi docens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
