ナノセルロース:成長できるスーパーマテリアル



ナノセルロースは、高アスペクト比(長さ対幅)のナノスケールセルロース繊維の集合体である材料です。 このようなファイバの一般的な幅は5〜20 nmで、縦のサイズは10 nmから数ミクロンまでさまざまです。 材料には、 擬塑性の特性があります。 通常の状態では粘性があり、物理的相互作用(振とう、振とうなど)中は液体のように振る舞います。 その驚くべき特性により、例えばエアロゲル( eng )などの超軽量で頑丈な材料をベースに作成することができます。



現在、ナノセルロース繊維は、高圧下での均質化( 高圧均質化 )によって木材繊維から分離されています。これは、高いエネルギーコストを必要とするかなり高価なプロセスです。 生産の複雑さは、この材料の流通に関する主な制約の1つです。

しかし、進歩は止まりません。 先日、テキサス大学の教授であるマルコム・ブラウン博士 、彼の革新的な「成長」の方法を発表しました。





ブラウン博士の主題は、培養液中でナノセルロースを生産することができるコンブチャ茶ファミリーの細菌でした。 しかし、このように工業規模で生産するには、大量の砂糖、栄養素、発酵タンクが必要になります。 教授の方法ははるかに効率的で環境に優しいです。 彼が必要とするものは、水、日光、藻類だけです。 科学者は、 アセトバクテリアから抽出された遺伝子を藍藻に「導入」し、それらにナノセルロースの生成を強制しました。 潜在的に、この方法は、工業規模での材料生産のための有機植物全体の作成を可能にします。



最後の一歩を踏み出すことができれば、農業に最も大きな革命を起こすでしょう。 ナノセルロースを生産する農場が登場します-大量かつ安価に。 それは、バイオ燃料および他の多くの製品の連続生産の原料になる可能性があります。 さらに、これらの藻類は地球温暖化に伴う二酸化炭素を吸収します。


Gizmodoリソースは、有望な素材の最も興味深い潜在的なアプリケーションのリストをまとめました。



アーミーアーマー




ナノセルロースは、密に詰まった針状結晶の配列で構成されているため、非常に強力です。 実際、ステンレススチール( eng )の8倍以上の強度/重量比を備えているため、軽量で耐久性のあるボディアーマーを作成できます。



超柔軟なスクリーン




ナノセルロースは透明で柔軟性があり耐久性のある材料であるため、プラスチックまたはガラスの代替品として使用できます。 パイオニアは、超薄型で柔軟なスクリーンの研究ですでに調査中です。



フィルター




ナノセルロースの構造はグラフェンに似ているため、あらゆる種類のフィルター( eng )の作成にも使用できます。 このようなフィルターは、海水を飲用にしたり、タバコの煙から有害物質を除去したりする可能性があります。



フレキシブルバッテリー




電池内部の厚くて硬いセパレーターを柔軟なナノセルロース類似物と交換します。 グラフェンからシェルを作ります-そして、私たちが夢見る柔軟なバッテリーを手に入れます( eng )。



超吸収エアロゲル




ナノセルロースを使用すると、その軽量性と強度により、自重よりも最大10,000個多く支持できるフォームを作成できます。 その結果、多孔質で超吸収性になります。 これは、たとえば医療用包帯を作成するために使用できます。



非常にエネルギー効率の高い車




フォードは、車体のパーツからトリムまで、車のさまざまなパーツを作成するために新しい素材を使用することが可能であると考えています。



バイオ燃料




DNA( eng )を調整することにより、ナノセルロースに加えて藻類にバイオ燃料( eng )を生成させることにより、プロセスを改善することが可能です。



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