セルロースナノファイブリルと繊維状粘土鉱物の深層ユーテクティック溶媒による高性能複合フィルム

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• ポリマー科学

背景:

• セルロースナノ繊維 (CNF) は先進的な応用のための有望な生体材料です.
• 費用対効果の高い高性能なCNFベースの材料の開発は依然として課題です.
• 無機的な充填剤を組み込むことは,CNFフィルムの性質を高めることができますが,しばしば複雑な処理が必要です.

研究 の 目的:

• CNFと繊維の粘土を用いた高透明な複合膜の製造のための簡単な方法を開発する.
• 異なる粘土 (セピオライト,パリゴルスキート) とその製剤が膜の透明性と構造に及ぼす影響を調査する.
• 低コストで高性能な光学ナノペーパーを作るための深層エウテクティック溶媒 (DES) の前処理CNFの可能性を評価する.

主な方法:

• セルロースナノ繊維は深層溶媒 (DES) を用いて前処理した.
• 複合膜は,DES-CNFをセピオライトとパリゴルスキートと組み合わせて,さまざまな負荷で (50%まで) 製造された.
• 結果のフィルムの透明性と構造的性質を分析し,対照フィルムと比較した.

主要な成果:

• 粘土を50%まで含んだ透明性の高い複合フィルムが成功裏に製造されました.
• DES-CNFで作成されたフィルムは,クリーンなCNFフィルムと比較して,透明性の損失が最小でした.
• 湿った微細化されたセピオライトは,乾燥した微細化されたセピオライトやピリゴルスキートよりも高い透明性をもたらしました.
• DES-CNFとセピオライトの組み合わせにより,優れた光学性能を持つ密集した,コンパクトな膜構造が生成されました.

結論:

• DES-CNF/繊維性粘土の複合材料は,高透明性,低コストのナノペーパーに有効な経路を提供します.
• この方法は,エネルギー密集した均質化と粘土の化学的変化を避けます.
• この発見により 豊富な粘土鉱物を セルロース基の先進的な材料に 活用できる可能性が生まれました