Le minuscole fibrille estratte dalle piante hanno ricevuto molta attenzione per la loro forza. Questi nanomateriali hanno mostrato grandi promesse nel superare le plastiche, e anche sostituendoli. Un team guidato dalla Aalto University ha ora mostrato un'altra straordinaria proprietà delle nanocellulose:le loro forti proprietà di legame per formare nuovi materiali con qualsiasi particella.

Coesione, la capacità di tenere insieme le cose, dalla scala delle nanoparticelle ai cantieri è inerente a queste nanofibrille, che può fungere da malta per un tipo quasi infinito di particelle come descritto nello studio. La capacità delle nanocellulose di riunire le particelle in materiali coesivi è alla base dello studio che collega decenni di ricerca nel campo delle nanoscienze alla produzione.

La ricerca rivela l'universalità della coesione guidata dalle nanocellulose

In un articolo appena pubblicato su Progressi scientifici , gli autori dimostrano come la nanocellulosa può organizzarsi in una moltitudine di modi diversi assemblandosi attorno alle particelle per formare materiali altamente robusti. Come sottolineato dall'autore principale, Dott. Bruno Mattos, "Ciò significa che le nanocellulose inducono un'elevata coesione nei materiali particolati in modo costante e controllato per tutti i tipi di particelle. A causa di tali forti proprietà di legame, tali materiali possono ora essere costruiti con proprietà prevedibili e quindi facilmente ingegnerizzati".

Il momento in cui un materiale viene creato da particelle, bisogna prima trovare un modo per generare coesione, che è stato molto dipendente dalle particelle, "Utilizzando la nanocellulosa, possiamo superare qualsiasi dipendenza dalle particelle, " aggiunge Mattei.

Il potenziale universale dell'utilizzo della nanocellulosa come componente legante deriva dalla loro capacità di formare reti su scala nanometrica, che si adattano secondo le particelle date. Le nanocellulose legano particelle micrometriche, formare strutture lastriformi, molto simile alla cartapesta usata nelle scuole. La nanocellulosa può anche formare minuscole reti da pesca per intrappolare particelle più piccole, come le nanoparticelle. Usando la nanocellulosa, i materiali costituiti da particelle possono essere formati in qualsiasi forma utilizzando un processo estremamente facile e spontaneo che richiede solo acqua. È importante sottolineare che lo studio descrive come queste nanofibre formano una rete seguendo precise leggi di scala che ne facilitano l'implementazione.

Questo sviluppo è particolarmente attuale nell'era delle nanotecnologie, dove è essenziale combinare le nanoparticelle in strutture più grandi. Come sottolinea il dottor Blaise Tardy, "Nuovi limiti di proprietà e nuove funzionalità vengono regolarmente presentati su scala nanometrica, ma l'implementazione nel mondo reale è rara. Svelare la fisica associata al ridimensionamento della coesione delle nanofibre è quindi un primo passo molto entusiasmante verso il collegamento dei risultati di laboratorio con le attuali pratiche di produzione." Per qualsiasi successo, è necessario un forte legame tra le particelle, un'opportunità qui offerta dalla nanocellulosa.

Le nanofibre estratte dalle piante vengono utilizzate come leganti universali per le particelle per formare una varietà di materiali funzionali o strutturali

Il team ha mostrato un percorso per raggiungere la scalabilità nella produzione di materiali, da particelle di appena 20 nm di diametro a quelle di 20, 000 più grande. Per di più, particelle inerti come nanoparticelle metalliche a entità viventi come il lievito di birra possono essere composte. Possono essere di forma diversa, da 1D a 3D, idrofilo o idrofobo. Possono comprendere microrganismi viventi, particelle metalliche funzionali, o polline, ottenendo nuove combinazioni e funzionalità. Secondo il capogruppo, Prof. Orlando Rojas, "Questo è un metodo potente e generico, una nuova alternativa che collega la scienza colloidale, sviluppo e produzione dei materiali."

"Le reti nanofibrillari consentono l'assemblaggio universale di costrutti di particelle sovrastrutturate" è stato pubblicato in Progressi scientifici .