Onderzoekers ontwikkelen nieuw duurzaam materiaal: Cellulose-MXene-composieten

De zoektocht naar duurzame materialen met geavanceerde functionaliteiten heeft geleid tot de ontwikkeling van een nieuwe klasse composieten, bekend als Cellulose-MXene. Dit innovatieve materiaal, ontwikkeld door onderzoekers van de Nanjing Forestry University en de Universiteit van Bayreuth, combineert de overvloedige en hernieuwbare hulpbron van cellulose met de opmerkelijke eigenschappen van MXene, een familie van tweedimensionale overgangsmetaalcarbiden, nitriden en carbonitriden. Het werk is gepubliceerd in de Journal of Bioresources en Bioproducten.

Cellulose, afkomstig uit uiteenlopende bronnen als houtpulp en bacteriële nanocellulose, wordt algemeen erkend vanwege zijn biologische afbreekbaarheid en compatibiliteit met levende organismen. De natuurlijke overvloed en duurzaamheid maken het een ideale kandidaat voor het maken van composietmaterialen. De integratie van MXene met cellulose heeft tot doel de unieke eigenschappen van beide componenten te benutten, wat resulteert in een materiaal met verbeterde prestatiekenmerken.

De MXene-familie, bekend om zijn hoge hydrofiliciteit, elektronische geleidbaarheid en niet-lineaire absorptiecoëfficiënt, is gebruikt in energieopslag, katalyse, sensoren, scheiding en biomedische toepassingen. Het composietmateriaal van de onderzoekers vertoont uitzonderlijke eigenschappen zoals fotothermische, elektrothermische, biocide en piëzo-elektrische eigenschappen, waardoor het geschikt is voor een breed spectrum aan toepassingen.

Als belangrijke doorbraak ontwikkelde het team onder leiding van Xiao een proces om MXene-voorlopers volledig te benutten, door een slimme druksensor en multi-beschermingsmaterialen te creëren. Deze materialen vertoonden een opmerkelijke drukgevoeligheid, efficiënte afscherming tegen elektromagnetische interferentie en superieure antibacteriële activiteit. De innovatieve aanpak omvatte ook de in-situ groei van zeolitisch imidazolaatframework-8 (ZIF-8) op het oppervlak van cellulose-nanovezels, waardoor de biocidale activiteit van het materiaal en de efficiëntie van de afscherming van elektromagnetische interferentie verder werden verbeterd.

De studie concludeert dat de integratie van MXene met cellulosematerialen hen intelligente en multifunctionele eigenschappen geeft, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen in wondverbanden, ontzilting door zonne-energie en als druksensoren voor het monitoren van menselijke bewegingen.

Economisch gezien maakt de kastanjetanninemarkt een aanzienlijke groei door, waarbij nieuwe extractiefabrieken worden opgericht om aan de toenemende vraag te voldoen. De mondiale productie is voornamelijk geconcentreerd in Europa, waarbij landen als Italië, Slovenië, Frankrijk, Portugal en Spanje voorop lopen.

Kortom, kastanjetannine onderscheidt zich als een veelbelovende biohulpbron met een breed scala aan activiteiten en potentieel voor nieuwe toepassingen in verschillende sectoren. Terwijl onderzoek de mogelijkheden ervan blijft aan het licht brengen, is kastanjetannine goed op weg om een ​​belangrijke speler in de bio-economie te worden.