Виготовлення та дослідження властивостей бактеріальної наноцелюлози
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2021.03.120Анотація
Наноцелюлоза є біополімером, який завдяки своїм привабливим фізико-хімічним властивостям нині інтенсивно вивчається як матеріал для застосування в біомедицині, харчовій промисловості, електроніці, тощо. Сучасні методи одержання наноцелюлози з деревної сировини потребують застосування кислот, лугів та розчинників, що є недоліком з погляду як економіки, так і екології. Альтернативним джерелом наноцелюлози може бути біомаса, яку одержують внаслідок мікробних процесів. У цій роботі представлено результати застосування методу на основі мембран Kombucha для виготовлення бактеріальної наноцелюлози. Структуру та оптичні властивості плівок одержаної бактеріальної наноцелюлози досліджено із аналізу даних рентгенофазового аналізу та люмінесцентної спектроскопії. Із аналізу рентгенівських дифрактограм плівок наноцелюлози, одержаних мікробним та хімічним методами, виявлено різницю в розмірах областей на яких відбувається розсіяння. Для випадку бактеріальної наноцелюлози розміри цих областей є значно більшими. Перерозподіл інтенсивності піків в дифрактограмах при зміні методу виготовлення, ймовірно, відбиває різницю в співвідношенні внеску кристалічної та аморфної областей для зразків целюлози різного типу. Зразки бактеріальної целюлози, як «чистої», так і з додаванням барвника Родамін С, характеризуються інтенсивною видимою фотолюмінесценцією при кімнатній температурі. Обробка зразків розчином NaOH призводить до зменшення інтенсивності червоної смуги люмінесценції (максимум ~ 670 нм) целюлози, в той час як додавання барвника підсилює смугу в жовтій (максимум при ~ 570 нм) спектральній області. Таким чином, застосований в роботі метод одержання бактеріальної наноцелюлози дозволяє створити люмінесцентні плівки, спектр випромінювання яких можна легко модифікувати обробкою лугом або додаванням розчинів барвників.
Ключові слова: бактеріальна наноцелюлоза, рентгенофазовий аналіз, фотолюмінесценція
Посилання
Yang, X., Reid, M. S., Olsén, P., Berglund, L. A. (2019). Eco-friendly cellulose nanofibrils designed by nature: effects from preserving native state. ACS nano, 14(1), 724-735. doi: 10.1021/acsnano.9b07659
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07659
Gao, L., Chao, L., Hou, M., Liang, J., Chen, Y., Yu, H. D., Huang, W. (2019). Flexible, transparent nanocellulose paper-based perovskite solar cells. npj Flexible Electronics, 3(1), 1-8. doi: 10.1038/s41528-019-0048-2
https://doi.org/10.1038/s41528-019-0048-2
Jovic, T. H., Kungwengwe, G., Mills, A. C., Whitaker, I. S. (2019). Plant-derived biomaterials: A review of 3D bioprinting and biomedical applications. Frontiers in Mechanical Engineering, 5, 19. doi: 10.3389/fmech.2019.00019
https://doi.org/10.3389/fmech.2019.00019
Miyashiro, D., Hamano, R., Umemura, K. (2020). A review of applications using mixed materials of cellulose, nanocellulose and carbon nanotubes. Nanomaterials, 10(2), 186. doi:10.3390/nano10020186
https://doi.org/10.3390/nano10020186
Fernandes, S. C., Oliveira, L., Freire, C. S., Silvestre, A. J., Neto, C. P., Gandini, A., Desbriéres, J. (2009). Novel transparent nanocomposite films based on chitosan and bacterial cellulose. Green Chemistry, 11(12), 2023-2029. doi: 10.1039/B919112G
https://doi.org/10.1039/b919112g
Wang, J., Tavakoli, J., Tang, Y. (2019). Bacterial cellulose production, properties and applications with different culture methods-A review. Carbohydrate Polymers, 219, 63-76. doi: 10.1016/j.carbpol.2019.05.008
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.05.008
Podolich, O., Zaets, I., Kukharenko, O., Orlovska, I., Reva, O., Khirunenko, L., ..., De Vera, J. P. (2017). Kombucha multimicrobial community under simulated spaceflight and martian conditions. Astrobiology, 17(5), 459-469. doi: 10.1089/ast.2016.1480
https://doi.org/10.1089/ast.2016.1480
Nedielko, M., Hamamda, S., Alekseev, O., Chornii, V., Dashevskii, M., Lazarenko, M., ..., Scherbatskyi, V. (2017). Mechanical, dielectric, and spectroscopic characteristics of "micro/nanocellulose+ oxide" composites. Nanoscale Res. Lett., 12(1), 98. doi: 10.1186/s11671-017-1862-x
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
