La nanocellulosa riveste le pareti cellulari delle piante, alberi, alghe e batteri costituiti da anelli di glucosio che si uniscono come una catena e gli conferiscono una struttura truccata. In una prospettiva pubblicata in Natura , un team di ricerca dell'Università del Maryland (UMD) guidato da Liangbing Hu, professore presso il Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali (MSE) e direttore del Centro per l'innovazione dei materiali (CMI), offre una prospettiva sull'utilizzo della nanocellulosa come materiale tecnologico sostenibile per affrontare sfide globali. Tian Li e Chaoji Chen, scienziati sia MSE che CMI, servito come primi autori sulla carta.

Le fibre di cellulosa possono essere separate in singole fibrille che sembrano ciocche di capelli, di diametro compreso tra meno di 100 μm e una scala di circa nanometri. Tale cellulosa fibrillata non è solo ecologica, ma sintonizzabile e conveniente, rendendo la sua commercializzazione attraente sia per i produttori che per i consumatori. Essendo il polimero organico più abbondante sulla Terra, può consentire una vasta gamma di operazioni meccaniche, ottico, termico, applicazioni fluidiche e ioniche ed esplora la possibilità del suo utilizzo come bioplastiche, pellicole sottili, membrane porose e soft gel. Sono state discusse anche le sfide e le promesse del settore.

Secondo lo studio, "Con una migliore comprensione fondamentale e controllo della sua struttura gerarchica, prevediamo che la cellulosa fibrillata possa costituire la base di soluzioni economicamente valide, soluzioni sostenibili verso una gamma di applicazioni a breve termine in materiali strutturali ad alte prestazioni e tecnologie biodegradabili, così come le applicazioni a lungo termine in optoelettronica, bioingegneria e scienza delle membrane”.

Le sfide in corso includono la sostenibilità, l'equilibrio tra biodegradabilità e durabilità del prodotto, problemi di sicurezza antincendio e di salute pubblica, sebbene queste sfide possano essere affrontate attraverso la progettazione di materiali aggiuntivi e l'ingegneria strutturale. Produzione scalabile di cellulosa, però, non dovrebbe essere un problema dato che circa tre trilioni di alberi e piante, come bambù e canna da zucchero a crescita rapida, vengono prodotti giornalmente. Infatti, la cellulosa fibrillata può fornire una risorsa praticamente illimitata per nuovi materiali innovativi.