توضیحات
ABSTRACT
In this study, the effect of oxidation treatments, using hydrogen peroxide (H2O2) and potassium periodate (KIO4), on the significant properties of BNC was evaluated. According to the results, oxidation reduced tangling of the fibers, created porous structures, and also increased water absorption and water retention values. Oxidation was confirmed by observing the formation of hemiacetal bonds and COO– bonds in FTIR. Mechanical properties of oxidized BNCs were decreased compared to neat BNC; however, OBNC-KIO4 samples were still stronger than OBNC-H2O2 samples.
INTRODUCTION
Cellulose is a biopolymer obtained from biosynthesis of plants, animals, or bacteria, while the general term “nanocellulose” refers to cellulosic extracts or processed materials. Increased requirement for high performance materials with suitable mechanical and physical properties, makes nanocellulose the most interesting renewable material for advanced applications. Among different types of nanocellulose, bacterial nanocellulose (BNCs) is a useful nanomaterial with special properties produced by several species of bacteria. The most common productive bacterium is Gluconacetobacter xylinus discovered in 1886 by A.J. Brown. Acetic acid bacteria (AAB) have a long history of use in several fermentation processes. Their exploitation gradually emerged in biotechnological applications, especially in the biosynthesis of useful chemicals and processes for the manufacture of several fermented food products. Taxonomic studies, from traditional to polyphasic approaches, have gradually allowed the proper classification of several ABB into distinct genera and species, among them, the BNC producers, notably G. xylinus. Though the molecular formula and morphological structure of BNC is similar to nanocellulose obtained from wood, the former represents many advantages. It is pure cellulose with three-dimensional network which provides enhanced mechanical properties . BNCs are excreted as exopolysaccharide at the interface to the air as ribbonshaped fibrils, less than 100 nm wide, which are composed of much finer 2-4 nm nanofibrils . The resulting formstable bacterial cellulose is composed of an ultrafine nanofiber network structure enclosing up to 99% water . The coefficient of thermal expansion of BNC nanofibers in the axial direction is similar to that of glass (as small as 0.1 ppm/K), Young’s modulus (∼138 GPa) and tensile strength (estimated to be at least 2 GPa) of BNC nanofibers are almost equal to those of aramid fibers.
چکیده
در اين تحقيق تاثير تيمار اکسيداسيون با استفاده از پراکسيد هيدروژن (H2O2) و دوره پتاسيون پتاسيم (KIO4) بر ويژگي هاي مهم BNC مورد ارزيابي قرار گرفت. با توجه به نتایج، اکسیداسیون باعث کاهش پیچ خوردگی الیاف، ایجاد ساختار متخلخل، و نیز افزایش جذب آب و حفظ مقدار آب. اکسیداسیون با مشاهده شکل گیری اوراق قرضه همی سکتال و COO-bond در FTIR تأیید شد. خواص مکانیکی BNC اکسید شده در مقایسه با BNC شسته شده کاهش یافته است؛ با این حال نمونه OBNC-KIO4 هنوز قوی تر از نمونه های OBNC-H2O2 بود.
مقدمه
سلولز یک بیو پلیمر است که از بیوسنتز گیاهان، حیوانات یا باکتری ها به دست می آید، در حالی که اصطلاح عمومی “نانو سلولز” به عصاره های سلولزی یا مواد پردازش اشاره دارد. افزایش نیاز به مواد با کارایی بالا با خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب، نانوسلولز را جذاب ترین مواد تجدید پذیر برای کاربردهای پیشرفته می کند. در میان انواع مختلف نانو سلولز، نانوسلولز باکتریایی (BNCs) یک نانومواد مفید است که خواص ویژه تولید شده توسط چندین گونه از باکتری ها است. شایعترین باکتری تولیدی Gluconacetobacter xylinus در سال 1886 توسط A.J. کشف شد. رنگ قهوه ای. باکتری های اسید استیک (AAB) سابقه طولانی در استفاده از فرآیند های مختلف تخمیر دارند. بهره برداری آنها به تدریج در کاربردهای بیوتکنولوژی به ویژه در بیوسنتز مواد شیمیایی و فرآیندهای مفید برای تولید چندین محصول مواد غذایی تخمیر شده ظاهر شد. مطالعات تاکسونومی، از روشهای سنتی تا چند فازی، به تدریج طبقه بندی مناسب چندین ABB را به گونه ها و گونه های مجزا، از جمله تولید کنندگان BNC، به ویژه G. xylinus، اجازه دادند. گرچه فرمول مولکولی و ساختار مورفولوژیکی BNC شبیه به نانو سلولز حاصل از چوب است، نخستین نشان دهنده مزایای بسیاری است. این سلولز خالص با شبکه سه بعدی است که خواص مکانیکی را افزایش می دهد. BNC ها به عنوان اگزوپلیساکارید در هوا به عنوان فیبریل های روبینی که کمتر از 100 نانومتر هستند و از نانوفیبریل های 2-4 نانومتر بسیار بهتر تشکیل شده اند دفع می شود. سلولز باکتریایی تولید شده به شکل تشکیل شده از یک ساختار شبکه نانوفیبری فوق العاده تشکیل شده که تا 99٪ آب محصور شده است. ضریب گسترش حرارتی نانو فیبرهای BNC در جهت محوری شبیه به شیشه (به اندازه 0.1 ppm / K)، مدول یانگ (~ 138 GPa) و استحکام کششی (تخمین زده می شود حداقل 2 GPa) نانوسیم BNC تقریبا برابر با الیاف آرامید است.
Year: 2017
Publisher : National Congress of Chemistry and Nanoscience, from Research to National Development
By : Faranak Mohammadkazemi, Reihaneh Khademi barangenani, Mojtaba Koosha
File Information: English Language/ 5 Page / size: 305 KB
سال :1396
ناشر : کنگره ملی شیمی و نانوشیمی,از پژوهش تا توسعه ملی
کاری از : فرنک محمدکاظمی، رحمانه خادمی بارانگنانی، مجتبی کوشا
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 5 صفحه / حجم : KB 305
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.