非溶剂诱导的相隔喷射旋转:一种创新的技术,用于生产纤维素纳米膜,悬浮和纳米基海绵
De Nguyen1, Kenji Kinashi2, Yukihiro Nishikawa3
1Doctor's Program of Materials Chemistry, Graduate School of Science and Technology, Kyoto Institute of Technology, Matsugasaki, Sakyo, Kyoto 606-8585, Japan.
ACS omega
|August 18, 2025
概括
一种新的非溶剂诱导的相分离喷气旋转 (NIPS-JS) 技术快速制造薄纤维素酸纳米薄膜. 这些薄膜用于制造超轻,高度多孔的纤维素海绵,没有化学交叉连接剂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 开发用于生物基多孔材料的简单方法具有挑战性.
- 非溶剂诱导相分离 (NIPS) 是一种常见的聚合物加工技术.
- 现有的方法通常需要有机溶剂和化学交叉链接剂.
研究的目的:
- 引入和验证一种新的制造技术,即非溶剂诱导的相隔喷射线 (NIPS-JS),用于纤维素酸纳米膜.
- 为了证明NIPS-JS制造的薄膜在制造超轻纤维素海绵中的应用.
- 开发一种可扩展和具有成本效益的方法来生产先进的多孔材料.
主要方法:
- 利用非溶剂诱导的相分离与高速同轴喷射 (NIPS-JS) 结合,以快速形成纳米薄膜.
- 采用冷模板和冷化,从纳米片中构建立体纤维素海绵.
- 研究了乙醇添加对冷模板可再生性和海绵收缩的影响.
主要成果:
- 实现了快速形成纤维素酸纳米薄膜 (40-50纳米厚) 的高生产率 (>0.8g·min-1).
- 制造的超轻纤维素海绵,密度超低 (5-10 kg·m−3) 和高孔径 (>99%),没有化学交叉连接剂.
- 经过0.2-1重量%的乙醇添加,在冷模板中证明了增强的可重复性和最小化的收缩.
结论:
- NIPS-JS是一种高效且可调节的技术,用于处理各种聚合物材料.
- 开发的方法为生产先进的,超轻的多孔材料提供了可持续的途径.
- 这种方法减少了对有机溶剂和化学交叉链接剂在多孔材料制造中的依赖.
