Landare zuntzetatik isolaturiko nanozelulosa eta jatorri berriztagarria duen gelatinan oinarrituriko bionanokonpositeak

Abstract

Zuntz lignozelulosikoak maila desberdinetan antolaketa hierarkikoa dute eta zenbait zeluletan oinarritzen dira zeinak hemizelulosa, lignina eta pektinaz inguraturiko zelulosa nanozuntzez osatuak dauden. Naturan, zelulosa kateak paketaturik aurkitzen dira nanozuntzen estruktura erdikristalinoa eratuz. Eremu kristalinoek, zelulosa nanokristal deiturikoak, erresistentzia altua eta zelulosa kristal perfektuen antzeko modulua aurkezten dute, bionanokonpositeetan indartzaile gisa erabiltzeko propietate paregabeak. Azken urteetan zuntz lignozelulosioetatik nanozelulosak isolatzeko ikerketa ugari burutu diren arren, gutxi dira nanozelulosak isolatzeko soilik tratamendu kimikoak erabiltzen dituztenak. Beraz, lan honetan landare ezberdinetatik (sisala, kalamua, linua) zelulosa nanozuntz eta nanokristak isolatzeko, erreakzio kimiko segida bat definitu da. Zuntz lignozelulosikoen osagai ez-zelulosikoen erauzketaz zelulosa nanozuntzak lortu dira, ondoren, lorturiko nanozuntzen hidrolisi azidoaz nanokristalak isolatu direlarik. Erreakzio kimiko segidaren etapa bakoitzaren osteko laginen analisi fisiko-kimiko, termiko eta morfologikoek, jarraituriko erreakzio kimiko segida, nanozelulosa isolatzeko egokia dela konfirmatu duten arren, tratamendu kimikoen baldintza esperimentalen optimizazio beharra ikusi da. Horrela, nanozelulosen isolamendu prozesuan osagai ez-zelulosikoen erauzketan gehien eragiten duten erreakzioen (alkali, azetilazio eta hidrolisi) baldintza esperimental ezberdinak (denbora, kontzentrazioa) aztertu dira. Erreakzio kimiko segidaren optimizazioaz hainbat karakterizazio teknika erabiliaz, luzera eta diametro banaketa estua duten nanokristalen isolatzea lortu da. Dialisiko pausoak zelulosa nanokristalen suspentsioaren egonkortasun termikoan duen eragina ere aztertu da. Nanozelulosa eta gelatina matrizean oinarritutako bionanokonposite filmak solvent casting metodoaz prestatu dira. Bionanokonpositeen prestaketan Maineko Unibertsitateak hornituriko zelulosa nanozuntzen suspentsioak eta hauetatik isolaturiko itxura erlazio altuko zelulosa nanokristalak erabili dira. Bionanokonpositeen, propietate fisiko-kimikoak, mekanikoak, nanozuntz-matrize itsaskortasuna eta oxigeno eta ur lurrunaren hesi-propietateak aztertu dira.