Characterization and performance improvement of tough hydrogels based on cellulose and chitin nanofibers

基于纤维素和甲壳素纳米纤维的坚韧水凝胶的表征和性能改进

• 批准号: 23780185
• 负责人: ABE Kentaro
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23780185/
• 关键词: セルロース; キチン; ナノファイバー; ゲル; 高強度; ハイドロゲル; アルカリ処理; キトサン

Cellulose and chitin exist in nature as highly crystalline nanofibers. First, this study prepared the hydrogels from an aqueous suspension of cellulose nanofibers only by NaOH treatment. The nanofiber suspensions were converted into two kinds of hydrogels with different crystal forms in response to the increasing concentration of NaOH. When treated in 6-9 wt% NaOH, a hydrogel was formed by aggregating the nanofibers with the original morphology and the original crystal form. However, the hydrogel prepared at 15 wt% NaOH had a network formed by the interdigitation of nanofibers and exhibited a highly crystalline cellulose II structure. This method can be applied to chitin nanofibers. In the case of chitins, the use of ethanol voided the dissolution during neutralization and enabled the preparation of a higher strength hydrogel. These unique hydrogels are expected to further expand the application area of natural polymer hydrogels by capturing the features of crystalline networks.

纤维素和几丁质在自然界中以高度结晶的纳米纤维存在。首先，本研究仅通过NaOH处理从纤维素纳米纤维的水悬浮液制备水凝胶。随着NaOH浓度的增加，水凝胶悬浮液转变为两种不同晶形的水凝胶。当在6- 9wt%NaOH中处理时，通过聚集具有原始形态和原始晶形的纳米纤维形成水凝胶。然而，在15wt%NaOH下制备的水凝胶具有由纳米纤维的交错形成的网络，并表现出高度结晶的纤维素II结构。该方法可应用于甲壳素纳米纤维。在几丁质的情况下，使用乙醇避免了中和过程中的溶解，并能够制备更高强度的水凝胶。这些独特的水凝胶有望通过捕获结晶网络的特征来进一步扩展天然聚合物水凝胶的应用领域。

项目成果

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セルロースおよびキチンナノファイバーから作るハイドロゲルの特性評価

由纤维素和甲壳素纳米纤维制成的水凝胶的表征

• 发表时间: 2012
• 作者: 阿部賢太郎;伊福伸介;矢野浩之
• 通讯作者: 矢野浩之

キチンナノファイバーから作製するハイドロゲル

由甲壳素纳米纤维制成的水凝胶

• 发表时间: 2012
• 作者: 阿部賢太郎;伊福伸介;矢野浩之
• 通讯作者: 矢野浩之

セルロースおよびキチンナノファイバーのゲル化に関する研究

纤维素和甲壳素纳米纤维的凝胶化研究

• 发表时间: 2013
• 作者: 阿部賢太郎;矢野浩之;伊福伸介
• 通讯作者: 伊福伸介

Formation of hydrogels from cellulose nanofibers

• DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.03.028
• 发表时间: 2011-07-01
• 期刊: CARBOHYDRATE POLYMERS
• 影响因子: 11.2
• 作者: Abe, Kentaro;Yano, Hiroyuki
• 通讯作者: Yano, Hiroyuki