Nanosellüloza yer üzündə ən bol biokütlə resursudur. Asan parçalanma, bərpa olunan, toksik olmayan, ucuz və asanlıqla əldə edilə bilən üstünlüklərə malikdir və ənənəvi neft-kimya resurslarını əvəz edəcəyi və yüksək əlavə dəyərə malik müxtəlif qabaqcıl funksional materiallar istehsal etmək üçün istifadə ediləcəyi gözlənilir. Nanosellülozanın hazırlanma üsuluna və mənbəyinə görə, nanosellüloza üç kateqoriyaya bölünə bilər: nanokristal sellüloza (CNC), nanosellüloza (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 nanometrlik kiral fotonik kristal materialdır. CNC-nin kiral nematik maye kristal fazalı quruluşu yalnız yüksək mexaniki xüsusiyyətlərə və xüsusi optik xüsusiyyətlərə malik funksional film materiallarını hazırlamaq üçün istifadə edilə bilməz, həm də nanopartikulların kiral quruluşa malik funksional materiallar əmələ gətirməsinə səbəb olmaq üçün bir növ xam yumşaq şablon kimi istifadə edilə bilər. Buna görə də, kiral kataliz, kiral metamateriallar, polyarizasiya şifrələməsi və biosensasiya mühüm tətbiq dəyərinə malikdir.

Şəkil 2. Nanosellüloza funksional materiallarının kiral fotonikasında tətbiqi

Proqram təminatı drayverləri üçün nanosellüloza funksional materialları

Son illərdə alimlər canlı orqanizmlərin hərəkət davranışını təqlid etmək və ya hətta üstələmək üçün tipik hidrojellər, maye kristal elastomerlər və forma yaddaşı polimerləri kimi müxtəlif sintetik polimerlərdən əldə edilən yumşaq materiala əsaslanan müxtəlif biomimetik ağıllı aktuatorlar hazırlamışlar. Bununla belə, bu ənənəvi polimer əsaslı materiallar adətən 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 drayverləri üstün mexaniki elastikliyi, yüksək nəm udma qabiliyyəti, davamlılığı və ya ekoloji cəhətdən təmizliyi, təkrar istifadə edilə bilən və ya bioloji parçalana bilənliyi və bioloji uyğunluğu səbəbindən getdikcə daha çox diqqəti cəlb edir.

Enerji saxlama üçün nanosellüloza funksional materialları

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

Nanosellüloza böyük xüsusi səth sahəsinə, əla mexaniki elastikliyə, yaxşı kimyəvi stabilliyə və ətraf mühitə uyğunluğa malikdir və liflər bir-biri ilə iç-içədir. İon və elektron daşınması üçün məsaməli bir quruluş yaratmaq asandır. Hidroksil qrupu və karboksil qrupu kimi hidrofilik funksional qruplar lifin səthinə yapışdırılır ki, bu da elektrolit məhlulunda yaxşı nəm saxlama qabiliyyətinə malikdir və bu da əldə edilən funksional materialların enerji saxlama sahəsində geniş tətbiq perspektivinə malik olmasına səbəb olur. Nanosellüloza əsaslı funksional materiallar yalnız diafraqma, elektrolit, yapışdırıcı və daşıyıcı kimi enerji saxlama cihazlarının müxtəlif komponentləri kimi istifadə edilə bilməz. Eyni zamanda, daha incə nanostrukturlar və əla elektrokimyəvi xüsusiyyətlər əldə etmək üçün yüksək temperaturlu karbonlaşma, yerində kimyəvi polimerləşmə və elektrokimyəvi çökmə strategiyalarından elektroaktiv materiallarla birləşmək 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 sümüyü ilə müqayisə edilə bilər, yaş vəziyyətdə isə nanosellülozanın fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri hüceyrədənkənar matrisə bənzəyir. Bununla yanaşı, əla fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərə əlavə olaraq, nanosellüloz digər polimerlər və ya funksional materiallarla yüksək uyğunluğa malikdir ki, bu da nanosellüloz funksional materiallarının yaxşı praktik dəyərə və biotibbi sahədə geniş tətbiq perspektivlərinə malik olmasına səbəb olur.

Şəkil 5. Nanosellüloza əsaslı funksional materialların biotibbi sahədə tətbiqi