Kemajuan Penyelidikan dan Prospek Selulosa Berfungsi

Penyelidikan tentang selulosa berfungsi telah mencapai kemajuan yang ketara dalam beberapa tahun kebelakangan ini, didorong oleh permintaan yang semakin meningkat untuk bahan yang mampan dan boleh diperbaharui merentas pelbagai industri. Selulosa berfungsi merujuk kepada derivatif selulosa atau selulosa yang diubah suai dengan sifat dan fungsi yang disesuaikan di luar bentuk asalnya. Berikut adalah beberapa kemajuan penyelidikan utama dan prospek selulosa berfungsi:

1. Aplikasi Bioperubatan: Derivatif selulosa berfungsi, seperti selulosa karboksimetil (CMC), selulosa hidroksipropil (HPC), dan nanokristal selulosa (CNC), sedang diterokai untuk pelbagai aplikasi bioperubatan. Ini termasuk sistem penghantaran ubat, pembalut luka, perancah kejuruteraan tisu dan biosensor. Kebolehserasian bio, kebolehbiodegradan, dan sifat selulosa yang boleh disesuaikan menjadikannya calon yang menarik untuk aplikasi sedemikian.
2. Bahan Berasaskan Nanoselulosa: Nanoselulosa, termasuk nanokristal selulosa (CNC) dan nanofibril selulosa (CNF), telah mendapat minat yang ketara kerana sifat mekanikalnya yang luar biasa, nisbah aspek yang tinggi dan luas permukaan yang besar. Penyelidikan tertumpu pada penggunaan nanoselulosa sebagai tetulang dalam bahan komposit, filem, membran, dan aerogel untuk aplikasi dalam pembungkusan, penapisan, elektronik dan bahan struktur.
3. Bahan Pintar dan Responsif: Pemfungsian selulosa dengan polimer atau molekul responsif rangsangan membolehkan pembangunan bahan pintar yang bertindak balas kepada rangsangan luar seperti pH, suhu, kelembapan atau cahaya. Bahan-bahan ini mendapat aplikasi dalam penghantaran ubat, penderiaan, penggerak dan sistem pelepasan terkawal.
4. Pengubahsuaian Permukaan: Teknik pengubahsuaian permukaan sedang diterokai untuk menyesuaikan sifat permukaan selulosa untuk aplikasi tertentu. Cantuman permukaan, pengubahsuaian kimia dan salutan dengan molekul berfungsi membolehkan pengenalan fungsi yang diingini seperti hidrofobisiti, sifat antimikrob atau lekatan.
5. Aditif dan Pengisi Hijau: Derivatif selulosa semakin digunakan sebagai aditif dan pengisi hijau dalam pelbagai industri untuk menggantikan bahan sintetik dan tidak boleh diperbaharui. Dalam komposit polimer, pengisi berasaskan selulosa meningkatkan sifat mekanikal, mengurangkan berat badan, dan meningkatkan kemampanan. Ia juga digunakan sebagai pengubah reologi, pemekat dan penstabil dalam cat, salutan, pelekat dan produk penjagaan diri.
6. Pemulihan Alam Sekitar: Bahan selulosa berfungsi sedang disiasat untuk aplikasi pemulihan alam sekitar, seperti pembersihan air, penjerapan bahan pencemar dan pembersihan tumpahan minyak. Penjerap dan membran berasaskan selulosa menunjukkan janji untuk menyingkirkan logam berat, pewarna dan bahan pencemar organik daripada sumber air yang tercemar.
7. Penyimpanan dan Penukaran Tenaga: Bahan yang berasal dari selulosa diterokai untuk penyimpanan tenaga dan aplikasi penukaran, termasuk supercapacitors, bateri dan sel bahan api. Elektrod, pemisah dan elektrolit berasaskan nanoselulosa menawarkan kelebihan seperti luas permukaan yang tinggi, keliangan boleh melaras dan kelestarian alam sekitar.
8. Pembuatan Digital dan Aditif: Bahan selulosa berfungsi digunakan dalam teknik pembuatan digital dan aditif, seperti percetakan 3D dan pencetakan inkjet. Bioink berasaskan selulosa dan bahan boleh cetak membolehkan fabrikasi struktur kompleks dan peranti berfungsi dengan aplikasi bioperubatan, elektronik dan mekanikal.

penyelidikan tentang selulosa berfungsi terus maju, didorong oleh usaha untuk bahan yang mampan, biokompatibel dan pelbagai fungsi merentasi pelbagai bidang. Kerjasama berterusan antara akademia, industri dan agensi kerajaan dijangka akan mempercepatkan pembangunan dan pengkomersilan produk dan teknologi berasaskan selulosa yang inovatif pada tahun-tahun akan datang.