Наноцелюлоза в медицині та еко-індустрії

Уявіть, чи можна було взяти одну з найбагатших натуральних матеріалів на землі і використовувати її для освітлення найсвіжіших предметів, заміни синтетичних матеріалів, або використання її для протезування в швидко розвивається галузі науки, стоматології?

Все це може бути можливо з використанням целюлозних нанокристалів, молекулярних частинок будь-яких живих рослин. Вони можуть бути змішані з пластиком та іншими синтетичними матеріалами як промислового наповнювача. Вони міцні, як сталь, жорсткий як скло, світло і екологічно чистий.

«Пластики в даний час посилені сталевими наповнювачами, вуглецевими волокнами, веслами або склом. Є постійний попит на виробництво в міцних матеріалах, які мають легкий і сильний достатньо, щоб замінити ці наповнювачі, - сказав Дуглас М. Фокс, асистент кафедри хімії в Американському університеті.





«Келліозні нанокристали є екологічно чистим наповнювачем. Якщо настає час, коли вони будуть широко використані підприємствами, вона різко знизить вагу матеріалів, які знизять споживання енергії. ?

Фокс подав патент на його розвиток нанокристалів целюлози, що включає в себе просту і масштабовану технологію для поліпшення їх продуктивності. В журналі ACS застосовані матеріали та інтерфейси. Технологія Фокса може застосовуватися у виробництві біоматеріалів для застосування в машинобудуванні, будівництві та вітротурбінах.



Потужність целюлози



Целюлоза надає стебла, листя та інші органічні матеріали в природному світі їх міцність. Ця властивість вже використовується в багатьох комерційних матеріалах. На нанорозмірних, целюлозних волокнах можна розбити на невеликі кристали—частинки менше десяти мільйонів метрів метра. Дослідники готують кристали різних розмірів і міцностей з целюлози видобуваються з натуральних джерел, таких як дерево, туніки (хордові огірки) і певних видів бактерій.

Їх кількість є перешкодою для потенційних промислових додатків. В якості наноцелюлози розсіює всередині пластику, вчені повинні знайти «повільне місце»: необхідну кількість наночастинок в матриці, що дає найсильніші і найлегші властивості. Фокс перехоплює чотири основні бар'єри, змінюючи хімію нанокристалічних поверхонь через простий процес іонного обміну. Іонний обмін зменшує поглинання води (целюлозні композити втрачають свою міцність при всмоктуванні води); збільшує температуру при якому нанокристали деград (змішування з пластиками необхідно); зменшує згортання; покращує перекидання після кришталево-сушивання.

р.



Клітинний ріст



Целюлозні нанокристали як біоматеріали є ще одним комерційним перспективою. У стоматологічній та ресторативній медицині є відновлення необхідного обсягу кісткової тканини для фіксації зубів пацієнта або зубних імплантатів. Науково-дослідники Національного інституту стандартів і технологій, за угодою з Національним інститутом стоматологічних і журавлинних досліджень Національного інституту охорони здоров’я, шукають удосконалення клінічного підходу, що допоможе виростити кістки пацієнта. Коли дослідники експериментували з модифікованими нанокристалами Фокса, вони змогли застосувати нанокристали в стапсах для стоматологічних регенеративних цілей медицини.

Коли ми культурували целюлозичні нанокристалічні клітини, використовуючи риштування, попередні результати показали чудовий потенціал цих матеріалів в механічних властивостях і при біологічній реакції. Це говорить про те, що целюлоза нанокристалічні риштування є перспективним підходом до кісткової регенерації, - сказав Мартін Чан, керівник проекту "Ораль здоров'я".

Ще однією зоною співпраці Фокса є Джорджія технологічного інституту та кукурудзи Овенса, компанія, що спеціалізується на склопластику та композитній ізоляції. Вона досліджує перспективні матеріали для заміни скловолокна, що використовується в літаках, автомобілях та вітротурбінах. Він також співпрацює з радниками Вірео та NIST для визначення властивостей та безпеки целюлозних нанокристалів та нанофібри. Видання





Джерело: phys.org/news/2016-11-nanocellulose-medicine-green.html