La cel·lulosa, un dels compostos orgànics més abundants a la Terra, serveix com a pedra angular en diverses aplicacions industrials, comercials i científiques a causa de les seves propietats úniques.Derivada principalment de les parets cel·lulars de les plantes, la cel·lulosa és un polisacàrid compost per unitats de glucosa unides entre si, el que la converteix en un hidrat de carboni complex.La seva notable versatilitat, biodegradabilitat i abundància han estimulat multitud d'aplicacions en diversos camps.、
Aplicacions tradicionals:
Producció de paper i cartró:
Les fibres de cel·lulosa són el component fonamental de la fabricació de paper i cartró.
La polpa de cel·lulosa derivada de la fusta, el cotó o el paper reciclat se sotmet a un processament per crear una àmplia gamma de productes de paper, com ara diaris, revistes, materials d'embalatge i superfícies d'escriptura.
Tèxtils i peces de vestir:
El cotó, compost principalment per fibres de cel·lulosa, és un material tèxtil bàsic utilitzat en la producció de roba.
Les fibres a base de cel·lulosa com el raió, el modal i el lyocell es fabriquen mitjançant processos químics i troben aplicacions en roba, tèxtils per a la llar i productes industrials.
Materials de construcció:
Els materials a base de cel·lulosa, com la fusta i els productes de fusta d'enginyeria com la fusta contraxapada i els taulers de fils orientats (OSB), són integrals en la construcció per a l'emmarcació, l'aïllament i l'acabat.
Industria alimentària:
Els derivats de la cel·lulosa com la metilcel·lulosa i la carboximetil cel·lulosa serveixen com a espessidors, estabilitzadors i agents de càrrega en productes alimentaris.
La fibra dietètica extreta de la cel·lulosa contribueix a la textura i al valor nutritiu de diversos aliments.
Farmacèutics:
La cel·lulosa s'utilitza com a excipient en formulacions farmacèutiques, proporcionant propietats d'unió, desintegració i alliberament controlat en comprimits i càpsules.
La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) i la cel·lulosa microcristal·lina són derivats de cel·lulosa comuns emprats en aplicacions farmacèutiques.
Aplicacions emergents:
Pel·lícules i recobriments biocompatibles:
Els nanocristalls de cel·lulosa (CNC) i les nanofibrils de cel·lulosa (CNF) són partícules de cel·lulosa a nanoescala amb una resistència mecànica i propietats de barrera excepcionals.
Aquests materials de nanocel·lulosa s'estan explorant per a aplicacions en envasos biodegradables, recobriments per a aliments i productes farmacèutics i apòsits per ferides.
Impressió 3D:
Els filaments de cel·lulosa, derivats de la polpa de fusta o d'altres fonts de cel·lulosa, s'utilitzen com a matèria primera per a la impressió 3D.
La biodegradabilitat, la renovabilitat i la baixa toxicitat dels filaments de cel·lulosa els fan atractius per a aplicacions de fabricació sostenible.
Dispositius d'emmagatzematge d'energia:
S'estudien materials basats en cel·lulosa per utilitzar-los en dispositius d'emmagatzematge d'energia com ara supercondensadors i bateries.
Els materials de carboni derivats de la cel·lulosa presenten propietats electroquímiques prometedores, com ara una gran superfície, bona conductivitat elèctrica i robustesa mecànica.
Aplicacions biomèdiques:
Les bastides de cel·lulosa s'utilitzen en enginyeria de teixits per a aplicacions de medicina regenerativa.
Els materials biodegradables a base de cel·lulosa serveixen com a transportadors de lliurament de fàrmacs, apòsits per a la cicatrització de ferides i bastides per al cultiu cel·lular i la regeneració de teixits.
Tractament d'aigües:
Els adsorbents a base de cel·lulosa s'utilitzen per a la purificació d'aigua i el tractament d'aigües residuals.
Els materials de cel·lulosa modificada eliminen eficaçment els contaminants com ara metalls pesants, colorants i contaminants orgànics de les solucions aquoses mitjançant processos d'adsorció.
Electrònica i optoelectrònica:
S'investiguen pel·lícules i substrats conductors transparents fets de nanocristalls de cel·lulosa per utilitzar-los en dispositius electrònics flexibles i optoelectrònics.
Els materials basats en cel·lulosa ofereixen avantatges com ara la transparència, la flexibilitat i la sostenibilitat en comparació amb els materials electrònics convencionals.
Perspectives de futur:
Bioplàstics:
Els bioplàstics basats en cel·lulosa són prometedors com a alternatives sostenibles als plàstics convencionals basats en petroli.
S'estan realitzant esforços per desenvolupar polímers derivats de la cel·lulosa amb propietats mecàniques, biodegradabilitat i característiques de processament millorades per a un ús generalitzat en envasos, béns de consum i aplicacions d'automoció.
Materials intel·ligents:
Els materials de cel·lulosa funcionalitzats s'estan desenvolupant com a materials intel·ligents amb propietats sensibles, com ara l'alliberament de fàrmacs sensibles als estímuls, les capacitats d'autocuració i la detecció ambiental.
Aquests materials avançats basats en cel·lulosa tenen aplicacions potencials en l'assistència sanitària, la robòtica i el control ambiental.
Nanotecnologia:
S'espera que la investigació continuada sobre materials de nanocel·lulosa, inclosos els nanocristalls i les nanofibril·les de cel·lulosa, desbloquegi noves aplicacions en camps com l'electrònica, la fotònica i la nanomedicina.
La integració de nanomaterials de cel·lulosa amb altres components a nanoescala pot conduir a nous materials híbrids amb propietats adaptades per a aplicacions específiques.
Economia circular:
Els avenços en les tecnologies de reciclatge de cel·lulosa i els processos de biorefineria contribueixen al desenvolupament d'una economia circular per als materials basats en cel·lulosa.
Els sistemes de cicle tancat per a la recuperació i regeneració de cel·lulosa ofereixen oportunitats per minimitzar els residus, reduir l'impacte ambiental i millorar l'eficiència dels recursos.
La importància de la cel·lulosa va molt més enllà dels seus papers tradicionals en la fabricació de paper i tèxtils.Amb la investigació i la innovació en curs, la cel·lulosa continua inspirant aplicacions noves en diverses indústries, impulsant la sostenibilitat, la funcionalitat i el rendiment en materials i productes.A mesura que la societat prioritza cada cop més la gestió ambiental i l'eficiència dels recursos, la cel·lulosa continua sent un recurs valuós i versàtil per afrontar els reptes presents i futurs.
Hora de publicació: 28-mar-2024