Is í nana-cheallalós an acmhainn bithmhaise is flúirseach ar domhan. Tá na buntáistí a bhaineann le díghrádú éasca, in-athnuaite, neamh-tocsaineach, saor agus éasca a fháil, agus táthar ag súil go gcuirfear acmhainní peitriceimiceacha traidisiúnta in ionad agus go n-úsáidfear iad chun ábhair fheidhmiúla chun cinn éagsúla a bhfuil breisluach ard acu a tháirgeadh. De réir an mhodha ullmhúcháin agus foinse na nanocellulose, is féidir nanocellulose a roinnt ina thrí chatagóir: ceallalóis nanocrystalline (CNC), nanocellulose ceallalóis (CNF) agus ceallalóis baictéarach (BC).

Fíor 1. Foinsí, micreastruchtúr agus feidhmeanna féideartha nana-cheallalóis

Ábhair fheidhmiúla nanacheallalóis le haghaidh fótóinic chiriúla

Tá an chirality uileláithreach sa nádúr agus tá ról tábhachtach aici in eolaíocht na beatha agus san eolaíocht ábhair. Is ábhar criostail fótónach chiriúil nanaiméadar é CNC. Ní féidir struchtúr céime criostail leachtach nematic ciriúil CNC a úsáid, ní hamháin chun ábhair scannáin fheidhmiúla a ullmhú a bhfuil airíonna meicniúla ard agus airíonna optúla speisialta, ach freisin a úsáid mar chineál de theimpléad bog amh chun nanacháithníní a aslú chun ábhair fheidhmiúla a fhoirmiú le struchtúr ciriúil. Dá bhrí sin, tá luach iarratais tábhachtach ag catalú ciriúil, meitea-ábhair chiriúla, criptiú polaraithe agus bithbhraite.

Fíor 2. Feidhm na n-ábhar feidhmiúla nanacheallalóis i bhfótóinic chiriúla

Nanocellulose ábhair fheidhmiúla le haghaidh tiománaithe bogearraí

n le blianta beaga anuas, tá eolaithe deartha go fonnmhar ar éagsúlacht actuators Chliste bithmhiméadacha bunaithe ar ábhar bog a dhíorthaítear ó pholaiméirí sintéiseacha éagsúla, mar hidrigilití tipiciúil, leaistiméirí criostail leachtacha agus polaiméirí cuimhne cruth, chun aithris a dhéanamh nó fiú dul thar iompar tiomána na n-orgánach beo. Mar sin féin, is gnách go ndéantar na hábhair thraidisiúnta polaiméire seo a shintéisiú trí phróisis chasta, tá siad costasach agus deacair a dhíghrádú nó a athchúrsáil, rud a d'fhéadfadh ualach áirithe a chur ar an gcomhshaol. Is fiú a thabhairt faoi deara go bhfuil aird níos mó agus níos mó tarraingthe ag tiománaithe bogearraí bithmhéadracha atá bunaithe ar nanocellulose mar gheall ar a solúbthacht meicniúil níos fearr, cumas ard-ionsú taise, inbhuanaitheacht nó éicea-cairdiúlacht, in-ath-inúsáidte nó in-bhithmhillte agus bith-chomhoiriúnacht.

Ábhair fheidhmiúla nanacheallalóis le haghaidh stórála fuinnimh

FIG. 3. Feidhm na n-ábhar feidhmiúla atá bunaithe ar nanocellulose i réimse tiománaithe bogearraí

Tá achar dromchla mór sonrach ag Nanocellulose, solúbthacht meicniúil den scoth, cobhsaíocht mhaith ceimiceach agus cairdiúlacht don chomhshaol, agus tá na snáithíní fite fuaite lena chéile. Tá sé éasca struchtúr póiriúil a fhoirmiú le haghaidh iompair ian agus leictreoin. Tá grúpaí feidhme hidrofilic cosúil le grúpa hiodrocsaile agus grúpa carboxyl ceangailte ar dhromchla an tsnáithín, a bhfuil cumas coinneála taise maith acu i dtuaslagán leictrilít, rud a fhágann go bhfuil ionchas iarratais leathan ag na hábhair fheidhmiúla díorthaithe i réimse na stórála fuinnimh. Ní féidir ábhair fheidhmiúla atá bunaithe ar Nanocellulose a úsáid ach amháin mar chomhpháirteanna éagsúla feistí stórála fuinnimh, mar shampla scairt, leictrilít, greamachán agus iompróir. Ag an am céanna, is féidir carbónú ardteochta, polaiméiriú ceimiceach in situ agus straitéisí taiscí leictriceimiceach a úsáid chun cumaisc le hábhair leictreaghníomhacha chun nanastruchtúir níos míne agus airíonna leictriceimiceacha den scoth a fháil.

Fíor 4. Feidhm na n-ábhar feidhmiúla atá bunaithe ar nanocellulose i réimse stórála fuinnimh

Ábhair fheidhmiúla Nanacheallalóis d'fheidhmchláir bhithleighis

n an staid thirim, tá airíonna meicniúla nana-cheallalóis inchomparáide le cnámh daonna, agus sa staid fhliuch, tá airíonna fisiceacha agus ceimiceacha nana-cheallalóis cosúil le maitrís extracellular. Idir an dá linn, i dteannta le hairíonna fisiceacha agus ceimiceacha den scoth, tá ard-chomhoiriúnacht ag nanocellulose le polaiméirí nó ábhair fheidhmiúla eile, rud a fhágann go bhfuil luach praiticiúil maith ag ábhair fheidhmiúla nanocellulose agus ionchais iarratais leathan sa réimse bithleighis.

Figiúr 5. Feidhm na n-ábhar feidhmiúla atá bunaithe ar nanaicheallalóis i réimse bithleighis