Nanosellüloza yer üzündə ən bol biokütlə ehtiyatıdır. Asan parçalanma, bərpa olunan, toksik olmayan, ucuz və asanlıqla əldə edilə bilən üstünlüklərə malikdir. Ənənəvi neft-kimya ehtiyatlarını əvəz etməsi və yüksək əlavə dəyərə malik müxtəlif qabaqcıl funksional materiallar istehsal etmək üçün istifadə edilməsi gözlənilir. Nanosellülozaların hazırlanma üsullarına və mənbələrinə görə, nanosellülozaları üç kateqoriyaya bölmək olar: nanokristal sellüloza (CNC), nanolifli sellüloza (CNF) və bakterial sellüloza (BC).

Şəkil 1. Nanosellülozanın mənbələri, mikrostrukturu və potensial tətbiqləri

Kiral fotonika üçün nanosellüloza funksional materialları

Xirallıq təbiətdə geniş yayılmışdır və həyat elmində və materialşünaslıqda mühüm rol oynayır. CNC bir növ nanomiqyaslı kiral fotonik kristal materialdır. CNC-nin kiral nematik maye kristal faza quruluşu yalnız yüksək mexaniki xüsusiyyətlərə və xüsusi optik xüsusiyyətlərə malik funksional membran materiallarını hazırlamaq üçün istifadə edilə bilməz, həm də nanopartikulların kiral quruluşa malik funksional materiallar əmələ gətirməsinə səbəb olmaq üçün yumşaq şablon kimi istifadə edilə bilər. Buna görə də, kiral kataliz, kiral metamateriallar, polyarizasiya şifrələməsi və biosensasiya mühüm tətbiqlərə malikdir.

Şəkil 2. Nanosellüloza funksional materiallarının kiral fotonikasında tətbiqləri

Proqram təminatı drayverləri üçün nanosellüloza funksional materialları

Son illərdə, tipik hidrojellər, maye kristal elastomerlər və forma yaddaşı polimerləri kimi sintetik polimerlərdən əldə edilən müxtəlif yumşaq materiallara əsaslanaraq, elm adamları orqanizmlərin hərəkət davranışını təqlid etmək və ya hətta üstələmək üçün müxtəlif biomimetik ağıllı aktuatorlar hazırlamışlar. Lakin, bu ənənəvi polimer əsaslı materiallar tez-tez mürəkkəb proseslər vasitəsilə sintez olunur, baha başa gəlir və parçalanması və ya təkrar emalı çətindir ki, bu da ətraf mühitə müəyyən bir yük yarada bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, nanosellülozaya əsaslanan biomimetik proqram təminatı aktuatorları üstün mexaniki elastikliyi, yüksək higroskopik qabiliyyəti, davamlı və ya ekoloji cəhətdən təmiz, təkrar istifadə edilə bilən və ya bioloji parçalana bilən və bioloji uyğunluğu səbəbindən getdikcə daha çox diqqəti cəlb edir.

Şəkil 3. Nanosellüloza əsaslı funksional materialların proqram təminatı drayveri sahəsində tətbiqi

Enerji saxlama üçün nanosellüloza funksional materialları

Geniş xüsusi səth sahəsi, əla mexaniki elastikliyi, yaxşı kimyəvi stabilliyi və ətraf mühitə uyğunluğu, eləcə də liflər arasında bir-birinə qarışması səbəbindən nanosellüloza ion və elektron daşınmasını asanlaşdıran məsaməli bir quruluş yaratmaqda asandır. Hidroksil və karboksil qrupları kimi hidrofilik funksional qruplar lifin səthinə birləşir və elektrolit məhlulunda yaxşı nəmləndirmə qabiliyyətinə malikdir ki, bu da əldə edilən funksional materialların enerji saxlama sahəsində geniş tətbiq perspektivinə malik olmasına səbəb olur. Nanosellüloza əsaslı funksional materiallar yalnız membranlar, elektrolitlər, yapışdırıcılar və daşıyıcılar kimi enerji saxlama cihazlarında komponent kimi istifadə edilə bilməz. Eyni zamanda, yüksək temperaturlu karbonlaşma, yerində kimyəvi polimerləşmə və elektrokimyəvi çökmə daha incə nanostrukturlar və əla elektrokimyəvi xüsusiyyətlər əldə etmək üçün elektroaktiv materialları birləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.

Şəkil 4. Nanosellüloza əsaslı funksional materialların enerji saxlama sahəsində tətbiqi

Biotibbi tətbiqlər üçün nanosellüloza funksional materialları

Quru vəziyyətdə nanosellülozanın mexaniki xüsusiyyətləri insan sümüklərinin xüsusiyyətləri ilə müqayisə edilə bilər, yaş vəziyyətdə isə nanosellülozanın fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri hüceyrədənkənar matrisanın xüsusiyyətləri ilə oxşardır. Eyni zamanda, əla fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərə əlavə olaraq, nanosellülozlar digər polimerlər və ya funksional materiallarla yüksək uyğunluğa malikdir ki, bu da nanosellüloz əsaslı funksional materialların yaxşı praktik dəyərə və biotibbi sahədə geniş tətbiq perspektivlərinə malik olmasına səbəb olur.

Şəkil 5. Nanosellüloza əsaslı funksional materialların biotibbi sahədə tətbiqləri