1 Công nghệ sản xuất nanocellulose:LỜI MỞ ĐẦU

Chương I: Tổng quan về nanocellulose tinh thể

1 ContentsChương I: Tổng quan về nanocellulose tinh thể..........................................................................................................1

1. Giới thiệu:.......................................................................................................................................................1

2. Giới thiệu bã sắn.........................................................................................................................................2

2.1 Thành phần hoá học của bã sắn.....................................................................................................................2

2.2 Ứng dụng của bã sắn......................................................................................................................................2

3. Tìm hiểu...............................................................................................................................................................2

1.3.1 Cellulose....................................................................................................................................................2

1.3.2 Nano............................................................................................................................................................3

1.3.3 Các dạng nanocellulose:.............................................................................................................................3

Nanocellulose tinh thể ( NCC).............................................................................................................................3

4. Nguồn gốc của tinh thể nanocellulose.............................................................................................................4

4.1 Đặc tính cơ bản của nanocellulose:.............................................................................................................4

5. Một số phương pháp sản xuất nanocellulose khác:.........................................................................................5

6. Ứng dụng:.......................................................................................................................................................5

a. Trong công nghiệp sản xuất giấy:...............................................................................................................5

b. Vật liệu tổng hợp:.......................................................................................................................................5

c. Bột gỗ xốp sử lí sự cố tràn dầu trên biển:...................................................................................................7

d. Một số ứng dụng khác Arogel nanocellulose đông khô được sử dụng trong băng vô trùng, tã hoặc bang vết thương bỏng. Nanocellulose còn được sử dụng như phẩm màu, ứng dụng trong mỹ phẩm dùng cho tóc, lông mi, lông mày và móng tay…................................................................................................................................7

7. Đánh giá tình hình phát triển của nanocellulose:.............................................................................................8

Chương II: Công nghệ.................................................................................................................................................9

2.1 Vật liệu:..........................................................................................................................................................9

1

2.2 Dụng cụ:.........................................................................................................................................................9

2.3 Phương pháp:..................................................................................................................................................9

Chương III Kết luận..................................................................................................................................................10

3.1..............................................................................................................................................................................10

3.2 Tài liệu tham khảo:..............................................................................................................................................10

2

1. Giới thiệu:

Quá trình vận động và phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp liên quan đến lĩnh vực vật liệu. Tính đến thời điểm hiện nay đã có vô só loại vật liệu đã được tìm thấy và đưa vào sử dụng như: thuỷ tinh, xi măng, đất sét, thạch cao…Thế nhưng các vật liệu này dường như vẫn chưa đáp ứng được hết nhu cầu hiện nay. Chính vì vậy, nhiều năm qua các nhà khoa học công nghệ trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tìm nguồn năng lượng mới, làm ra các vật liệu mới. Nói đến công nghệ cellulose thì mọi người chúng ta thường nghĩ tới cellulose được sử dụng trong sản xuất giấy báo chí, sách vở, bao gói, bìa, quảng cáo … Tuy nhiên, thực tế cellulose được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự đa dạng về ứng dụng của cellulose ngày nay đã đi đến một bước tiến mới của khoa học công nghệ mà rất nhiều lĩnh vực công nghệ hiện đều đang ứng dụng và triển khai đó là công nghệ Nano.  Công Nghệ nano cellulose cũng đã đang được nghiên cứu ở một số nước trên thế giới. Tuy nhiên, đối với Việt Nam, công nghệ Nano cellulose dường như còn là một lĩnh vực hoàn toàn mới mẻ. Ngay cả đối với nhiều nước khác thì công nghệ Nano cellulose vẫn còn đang là một hướng nghiên cứu mới mẻ và đầy triển vọng. Nano cellulose được xem là công nghệ đầy triển vọng bởi nó được ứng dụng nhiều hơn so với cellulose thông thường. Một số ứng dụng điển hình của Nano cellulose bao gồm: - Dược phẩm (vật liệu dẫn thuốc ...)- Vật liệu phân huỷ sinh học (bao gói thay thế cho nylong...)- Vật liệu tổng hợp ...- Pin - Máy bay (vật liệu composites làm giảm trọng lượng, tăng độ bền, độ cứng ...)- Ô tô (vật liệu composites làm giảm trọng lượng, tăng độ bền, độ cứng...)- Cảm biến tự động …

Nanocellulose- vật liệu thân thiện với môi trường, có khả năng cho sản phẩm độc đáo mang lại hiệu quả kinh tế to lớn vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu.

2. Nguyên liệu cho sản xuất nanocellulose tinh thể

Để tạo ra NCC trên thế giới người ta đã thu từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như bã sắn, bã mía, vỏ bòng, lõi ngô, vỏ khoai tây… Xong một số nguồn nguyên liệu không phổ biến mà sắn – một nguồn nguyên liệu có trữ lượng lớn, rẻ tiền nên ta có thể sử dụng bã sắn để sản xuất NCC.

3

1.1 Giới thiệu bã sắnSắn là một trong những cây lương thực có vị trí hàng đầu tinh bột với số

lượng lớn của các nhà máy .Ngày xưa, sắn là cây lương thực ăn củ có thể sống lâu năm. Việt Nam đứng thứ 10 trên thế giới về sản lượng sắn. Bã sắn được thu từ củ sắn của quá trình sản xuất tinh bột.

2.1.1 Thành phần hoá học của bã sắn

Bã sắn là phụ phẩm của quá trình sản xuất tinh bột sắn. Thành phần hoá học trong bã sắn khoảng ( Hàm lượng theo %) [2] - Tinh bột 61- 63%

- Cellulose 13- 15%- protein 1,5- 2,0%

Qua sự thống kê trên ta thấy trong sản xuất trong các nhà máy sản xuất tinh bột sắn thì hàm lượng tinh bột chiếm tỉ lệ lớn. Ngoài ra còn bã sắn chiếm tỉ lệ 13- 15% đây được coi là phế liệu được xử lý bằng cách cách làm thức ăn gia súc, không thì gây ô nhiễm môi trường là lãng phí với nguồn nguyên liệu này.Bã sắn có hàm lượng cellulose cao nếu biết cách khai thác nó sẽ mang giá trị kinh tế bền vững.Và hiện nay người ta đã chứng minh bã sắn có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất nanocellulose tinh thể .

2.1.2 Ứng dụng của bã sắnBã sắn chứa một phần hàm lượng tinh bột còn xót lại nên hiện nay đã được

sử dụng một phần nhỏ [1 ] :- Làm thức ăn cho vật nuôi như: bò, lợn, gà, cá… Với giá thành rẻ.- Tạo chất dính cho sản xuất diêm.- Dùng làm phân bón.- Sản xuất etanol sinh học. - Phần còn lại bã sắn bị vứt bỏ là nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm

trọng. Tận dụng chất thải từ bã sắn ta có thể thu nguồn cellulose tạo tinh thể cellulose ứng dụng trong sản xuất thực phẩm, bỉm cho trẻ em , …

2.2. Rơm

Rơm rạ chiếm tỉ lệ lớn trong các phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam, với

thánh phấn chứa hơn 40% cellulose, rơm rạ là nguồn nguyên liệu thích hợp cho

quá trình sản xuất NCC.

4

Ngoài bã sắn với rơm rạ còn nhiều nguên liệu giàu cellulose như: mùn cưa, trấu,

gỗ cao su, gỗ keo….

2.3 . Enzyme thương mại cho thuỷ phân tinh bột từ bã sắn

2.3.1 Yêu cầu

- Enzyme phải có hoạt tính mạnh để thu được cellulose từ các nguồn cơ chất khác nhau, thủy phân hoàn toàn tinh bột thu cellulose.

- Enzyme thương mại phải có giá thành phù hợp với người sử dụng để được ứng dụng

trên quy mô công nghiệp chứ không còn trên quy mô phòng thí nghiệm.

- Công nghệ sản xuất enzyme thương mại phải trên quy mô công nghiệp, sản xuất đại

trà.

2.3.2 Một số loại enzyme thương mại công bố cho sản xuất

3. Tìm hiểu

1.3.1 Cellulose Là nguyên liệu chính của thành tế bào thực vật, giúp mô thực vật có độ

bền cơ học và tính đàn hồi. Là chất được trùng hợp từ các đơn phân tử glucose, mạch thẳng được cấu tạo bởi β- D- glucose bằng liên kết β- 1,4 glucoside.

Cellulose là chất rắn, trắng, không mùi, không tan trong nước ngay cả khi đem đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường.

Cellulose là hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo (C 6H10O5)n, gồm mạch

cellulose liên kết với nhau nhờ liên kết hydro và liên kết Van Der Waals, hình

thành hai vùng cấu trúc chính là vùng tinh thể và vùng vô định hình. Trong vùng

tinh thể, các phân tử cellulose liên kết rất chặt chẽ với nhau, vùng này khó bị tấn

công bởi enzyme cũng như các hóa chất,trong vùng vô định hình cellulose lại liên

kết không chặt chẽ nên dễ bị tấn công.

Sau đây là mô hình công thức hóa học của cellulose.

5

Hình 2: Mô hình cấu trúc vùng kết tinh và vùng vô định hình.

Trong mô hình Fringed fibrillar :Phân tử cellulose được duỗi thẳng và định hướng

theo chiều sợi. Vùng tinh thể được xép xen kẽ với vùng vô định hình. Trong mô hình

chuỗi gập: phân tử cellulose gấp khác theo chiều sợi, mỗi đơn vị lặp có độ trùng khoảng

1000, giới hạn bởi hai điểm a,b như trên hình. Các đơn vị này được sắp xếp nhờ các mạch

glucose nhỏ, các vị trí này dễ bị thủy phân.Hai đầu là vùng vô định hình càng vào giữa độ

kết tinh càng cao càng khó bị thủy phân. Trong vùng vô định hình, các liên kết β -

glycoside giữa các monomer bị thay đổi góc liên kết, ngay tại cuối các đoạn gấp, 3 phân

tử monomer sắp xếp tạo sự thay đổi 180o cho toàn mạch Vùng vô định hình dễ bị tấn

công hơn vùng tinh thể bởi vì sự thay đổi góc của các liên kết cộng hóa trị (β - glycoside)

sẽ làm giảm độ bền của liên kết, đồng thời vị trí này không tạo được liên kết hidro.

1.3.2 Nano

Là khoa học nghiên cứu vật chất ở kích thước cực kì nhỏ - kích thước nanomet (nm). Một nano bằng một phần tỉ của met (m) hay bằng một phần triệu của milimet (mm). Công nghệ nano là các công nghệ liên quan đến việc

6

thiết kế, phân tích, chế tạo, ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước ở quy mô nanomet (từ 1 -100nm). Vật liệu nano có tính chất hoá học, nhiệt điện, quang… có xúc tác đặc biệt khác với vật liệu có kích thước lớn.

1.3.3 Nanocellulose: Nanocellulose là một mới 'siêu vật liệu ", cứng hơn thép, cứng hơn Kevlar,

có khả năng phân hủy và chống vi khuẩn. Kết quả là, nó thu hút rất nhiều sự chú ý từ các công ty và viện nghiên cứu trên thế giới. nó là khả năng là nanocellulose thương mại và các sản phẩm ứng dụng của nó vào thị trường trong tương lai gần trong tương lai. Tuy nhiên, vật liệu mới này có sử dụng năng lượng có liên quan trực tiếp đến cả chi phí sản xuất và tác động môi trường. Do đó, thông tin về việc sử dụng năng lượng của nanocellulose là cần thiết càng sớm càng tốt để giúp các nhà sản xuất quyết định trong việc lựa chọn sản xuất phù hợp các quá trình từ giai đoạn rất sớm của sản xuất [1]

Sự khác biệt cũng như tính chất của sợi tự nhiên chủ yếu nằm ở kích thức của sợi sử dụng là kích thước nào qua nhiều công trình nghiên cứu khoa học cho thấy những vật liệu sợi nói chung có những tính chất cơ học và hoá học đặc biệt khi nằm ở kích thước nano hay micro. Những vật liệu mới có thành phần hoá học là những vật chất có kích thước nano đem lại những sản phẩm có hiệu năng sử dụng cao, từ đó mang lại nguồn lợi kinh tế .

Mọi người đã gọi nanocellulose một "siêu vật liệu" do phong phú của nó nổi bật tính chất so với các vật liệu khác có sẵn trên thị trường. Đó là lý do tại sao ngày càng có nhiều công ty và viện nghiên cứu có những nỗ lực trong việc phát triển quy mô thương mại sản xuất vật liệu này. Theo ArboraNano, The Nanoproducts rừng Canada Mạng, cho đến năm 2012, năng lực sản xuất lớn nhất tại tỷ giá hiện tại, đạt khoảng 10 kg NCC / ngày [1]

Cấu trúc nano cellulose:

Như đã tìm hiểu ở phần khái niệm, nanocellulose được hiểu đơn giản là khita thu nhỏ chuỗi Cellulose này ở cấp độ nano, sau đó tái cấu trúc nó thành mộtchuỗi polyme dài hoặc đan chuỗi ấy tạo thành một mạng tinh thể, ta sẽ có đượcNanocellulose.

7

Hình 1: Cấu trúc của nanocellulose

Nanocellulose tinh thể ( NCC)

Nanocrystalline cellulose có nguồn gốc từ quá trình thủy phân axit của cellulose dạng sợi có hình thái khác nhau tùy thuộc vào các điều kiện và thủy phân. NCC là những tinh thể giống hình que cứng nhắc với đường kính trong khoảng 10-20 nm và độ dài của một vài trăm nanomet [2].

Nanocellulose dạng sợi (CNF ): Sợi nano có đường kính nhỏ hơn100 nm, mà là vài nghìn lần nhỏ hơn so với một sợi tóc con người, do đó bạn có thể quan sát chúng chỉ sử dụng một kính hiển vi điện tử. Sợi nano có diện tích bề mặt lớn, nhưng 1 m2 của chúng chỉ nặng 0,1-1 gram [3]

Các dạng nanocellulose:

4. Nguồn gốc của tinh thể nanocelluloseNCC được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau như gỗ, bông, vi khuẩn … có

kích thước và hình học khác nhau (chiều dài, đường kính) phụ thuộc vào nguồn gốc của cellulose và điều kiện thuỷ phân [4]

8

Nanocellulose dạng

Nanocellulose tinh thể

4.1 Đặc tính cơ bản của nanocellulose:- Tính cơ học- Tính kết tinh- Tính bọt - Độ an toàn

5. Một số phương pháp sản xuất nanocellulose khác:Trong thực tế có nhiều phương pháp tách sợi cellulose từ sợi tự nhiên. Tuỳ theo mục đích của việc tách sợi để dùng trong công nghiệp hay phòng thí nghiệm mà ta lựa chọn phương pháp cho phù hợp và ít tốn kém nhất. Đối với từng loại sợi cụ thể sẽ có phương pháp riêng biệt để sử lý. Các phương pháp được chia thành 2 loại chính: Phương pháp cơ học: chiết suất sợi thủ công, cán ép sợi, nổ hơi nước Phương pháp hoá học: Sử lí bằng kiếm, sử lí bằng axit thuỷ phân

Mặc dù CNN có thể được xử lý với số lượng lớn bằng các phương tiện khác nhau, có thiếu nguồn thương mại cho các tài liệu như vậy do thiếu nhu cầu thị trường. Trong CNN trong phòng thí nghiệm có thể được sản xuất bằng cách thủy phân bởi các thủ tục sau đây [5]

9

NCC có nguồn gốc khác nhau

Ban đầu sử dụng cơ học sử dụng áp suất , lực cắt cơ học sau đó dùng Axit

Do vậy sử dụng tác nhân hoá học có ưu điểm hơn:

Tiền sử lý với axit loãng (thường là HCl và H2 SO4) ở nhiệt độ thấp làm thay đổi cấu trúc tinh thể, làm cho các chất nền xốp tạo thuận lợi cho sự xâm nhập của các phân tử nước vào tinh thể cellulose, do đó mở rộng bề mặt riêng. Tuy nhiên sử dụng axit loãng nhiệt độ cao làm tăng chi phí của thiết bị, sự ăn mòn.

Sử dụng cần với một lượng lớn axit do đó lãng phí và làm ô nhiễm môi trường.

6. Ứng dụng:

a. Trong công nghiệp sản xuất giấy:

Một trong những ứng dụng của nanocellulose là có nhiều tiềm năng trong các lĩnh vực sản xuất giấy và bìa. Nanocellulose có thể sớm thay thế bọt gỗ trong thành phânf của giấy. Sử dụng bột nanocellulose trong sản xuất giấy se cắt giẩm đáng kể lượng cacbon cellulose từ 15% hoặc có thể nhiều hơn nữa.

10

Bằng cách thêm “nano sợi nhỏ” cellulose trong quá trình sản xuất, bột gỗ có thể được thay thế, vì sức mạnh vượt trội của cấu trúc nanocellulose, là chất phụ gia có thể được thêm vào, cắt giảm chi phí sản xuất khoảng 3%. Nó không chỉ rẻ hơn - nó cung cấp các thuộc tính tốt hơn, nó ít xốp, chất lượng in ấn của nó cao hơn và nó không phai mờ, vì vậy nó sẽ tạo ra một loại giấy chất lượng vượt trội hơn. Kích cỡ của sợi nano so ra chỉ khoảng 1 phần ngàn của bó cellulose (khoảng 10 – 40 nanomet), hơn nữa độ bền của nanocellulose xuất phát từ nhóm chứa hydroxyl và oxi trên sợi. Vì vậy, ngay khi các kết nối này bi toạc ra bởi lực xé, thì chỗ bị toạc cũng rất nhỏ khiến không ảnh hưởng đến độ bền dai của giấy Nano. Người ta cần một lực xé gấp đôi so với sắt để có thể làm rách loại giấy này. Thêm vào đó, độ co dãn của giấy nanocellose cũng rất cao. Khi kéo dãn giấy nano, sợi sẽ trượt vào các lỗ hổng này. Vì lý do này giấy nano có thể dãn ra 10%, trước khi bị rách hoàn toàn. Đối với các loại giấy thông thường thì độ co dãn chỉ ở vào khoảng 3-4% là cao nhất. Đó chính là những ưu điểm tuyệt vời của giấy nanocellose mà giấy thường không có được. Giấy có lượng chất phụ cao hơn (80%) có thể là một chất nền thích hợp cho thiết bị điện tử in. Điện tử in là một lĩnh vực phát triển nhanh chóng và người ta đã thực hiện những so sánh để rút ra nhận định giấy nanocellulose êm ái và ổn định cho bề mặt nhựa thông thường. Các doanh nghiệp sản xuất giấy đã và đang ngiên cứu ứng dụng vào sản xuất

b. Vật liệu tổng hợp:

Dựa vào các thuộc tính của nanocellulose cho thấy rằng nó là một vật liệu cốt tốt để sản xuất vật liệu nanocomposite. Nanocellulose đã và đang được nghiên cứu cải thiện các tính chất cơ học để có thể tương hợp hơn với các loại nhựa nền như PP, polyester, epoxy,… Nanocomposite tổng hợp có nhiều ứng dụng như làm lớp phủ, sơn, xà phòng và bao bì cho các sản phẩm.Do có nguồn nguyên liệu phong phú từ thực vật, có độ bền cao, độ cứng, khối lượng riêng thấp và phân hủy sinh học, vật liệu sợi nanocellulose (ví dụ,microfibrillated cellulose và cellulose vi khuẩn) là sản phẩm đầy hứa hẹn cho sản xuất nanocomposite. Nhờ các đặt tính tốt và có giá trị về kinh tế cao nanocomposite cellulose đã trở thành một đối tương thú vị cho các nhà nghiên cứu. Sợi nanocellulose có thể được chiết xuất từ nguồn thực vật khác nhau, sự tách của cellulose trong thực vật tạo thành các phần tử cơ bản nhỏ hơn có thường yêu cầu. năng lượng đầu vào cao và hóa chất hoặc enzyme nên phương pháp tiền sử lý đã được phát triển để khắc phục vấn đề này. Một thách thức liên quan đến nanocellulose khi kết hợp tạo nanocomposite là thiếu khả năng tương thích với các polyme kỵ nước và nhiều phương pháp hóa học khác nhau đã được nghiên cứu để

11

giải quyết vấn đề này. Phát triển dựa trên nanocellulose vật liệu nanocomposites còn khá mới mẻ nhưng phát triển nhanh chóng và trở thành một lĩnh vực nghiên cứu mới. Sự kết hợp của cellulose với polyme phân hủy sinh học là một đề hấp dẫn với các nhà nghiên cứu hướng tới môi trường. Hơn nữa, ứng dụng các chất độn nanocellulose (ví dụ như xenluloza microfibrillated) gia cường polymer tạo nanocomposite có tính chất cơ học như độ bền kéo và mô đun đàn hồi tốt hơn có thể có thể ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực trong đời sống. Bao bì là một trong những lĩnh vực mà vật liệu gia cường nanocellulose dạng sợi mảnh được quan tâm, có thể để sản xuất sợi mảnh này với hiệu suất cao và tăng tính chống oxy. Tính chống oxy cao thường là một yêu cầu cho bao bì của thực phẩm và dược phẩm, các ứng dụng bao bì và cải tiến như vậy có thể là chìa khóa để tiến vào thị trường mới. Ngoài bao bì, ngành công nghiệp thiết bị điện tử cũng có thể thu lợi nhuận bằng cách sử dụng MFC trong tương lai như để chế tạo màn hình dẻo, các tắm hấp thụ năng lượng mặt trời, giấy điện tử, cảm biến và cơ cấu chấp hành bảng điều khiển. Số lượng nhóm hydroxyl linh động trên bề mặt của cellulose nhiều cũng cung cấp khả năng để chế tạo một loại vật liệu MFC nanocomposite hấp phụ tiên tiến trong tương lai. Một trở ngại lớn mà cần phải được khắc phục để thương mại hóa thành công, khá bền. Tuy nhiên, bằng cách kết hợp tiền xử lý cơ học với một số phương pháp (ví dụ, hóa chất, enzyme) các nhà nghiên cứu đã thấy rằng có thể giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ. Để đạt thu tính chất cơ học tốt trong nanocomposites thì việc tương tác tốt với nhựa nền là điều cần thiết. Do vấn đề tương thích không tốt của vật liệu nanocellulose và nhựa nền kỵ nước , nên ta có thể tạo nanocomposites dựa trên nhựa nền là polyme ưa nước sẽ dễ dàng hơn. Việc cải thiện khả năng tương thích với các nhựa nền không phân cực đòi hỏi phải biến đổi hóa học của nanocelluloses.Mặc dù đã có một số nghiên cứu nhầm biến đổi cấu trúc nanocellulose để chế tạo nanocomposite cellulose trên nhựa nền không phân cực nhưng trên thực tế người ta không dùng nanocellulose kết hợp với nhựa nền không phân cực vì quá trình xử lý tốn nhiều năng lượng và không kinh tế. Tuy nhiên có thể nhận định chung rằng ngành vật liệu nanocomposite cellulose sẽ trở thành một ngành công nghiệp phát triển cao trong tương lai.

c. Bột gỗ xốp sử lí sự cố tràn dầu trên biển:Một trong những ứng dụng thực tế nổi bật của nanocellulose là hấp thu dầu,

nhầm mục đích xử lý các vụ tràn dầu trên biển hoặc xử lý dầu ở các nhà máy, xí nghiệp. Các nhà khoa học từ nhóm nghiên cứu Empa của Thụy Sĩ đã sử dụng chất

12

thải cellulose từ gỗ, cây cỏ, phát triển thành chất liệu xốp giống như bọt biển. Chất liệu này có thể hấp thu lượng dầu tràn ngoài biển gấp 50 lần so với trọng lượng của chính nó. Bọt gỗ xốp được tạo ra từ phản ứng hóa học biến đổi, bổ sung của nanofibrillated cellulose (NFC), còn được gọi là nanocellulose. NFC thông thường được tạo ra bởi cellulose (thu từ chất gỗ thải, giấy vụn, phụ phẩm nông nghiệp), thêm nước vào, nhào trộn đều và đun bột này ở áp suất cao để tạo ra một loại gel, sau đó đông khô gel để loại bỏ nước tạo thành miếng bọt biển mà bản chất là các sợi nanocellulose dài liên kết cùng nhau, chất bọt xốp này có thể thấm cả dầu và nước. Cũng vì có thể hút cả hai loại chất lỏng nên bọt gỗ xốp sẽ bị giảm tác dụngkhi làm việc trên mặt biển. Vì vậy, để ngăn chúng hút nước mà chỉ ưu tiên hút dầu tràn, các nhà nghiên cứu từ Empa đã trộn thêm alkoxysilane trước khi thực hiện quá trình đông khô. Nghiên cứu thực hành trong phòng thí nghiệm cho thấy bọt xốp gỗ có hiệu quả loại bỏ các chất như dầu silicon, ethanol, acetone, chloroform... từ các mẫu nước chỉ mất vài giây.

d. Một số ứng dụng khác

Arogel nanocellulose đông khô được sử dụng trong băng vô trùng, tã hoặc bang vết thương bỏng. Nanocellulose còn được sử dụng như phẩm màu, ứng dụng trong mỹ phẩm dùng cho tóc, lông mi, lông mày và móng tay….

Một thành phần nanocellulose rắn khô ở dạng viên nén để điều trị các bệnh về dạ dày và đường ruột. Màng nanocellulose để lọc các hợp chất sinh học và axit nucleic mã hóa một hợp chất sinh học. Bộ lọc trung bình một phần dựa trên nanocellulose cho bạch cầu truyền máu miễn phí. Nanocellulose bột cũng đã được đề xuất như một tá dược trong dược phẩm.

Ứng dụng hiện tại và tương lai của bacterial nanocellulose (BC) trong lĩnh vực y sinh học. Nanocellulose được sản xuất bởi các vi khuẩn (cellulose vi khuẩn, BC), là một vật liệu sinh học đang phát triển có tiềm năng lớn như cấy ghép sinh học, điều trị vết thương bỏng, và giá đỡ để tái tạo mô. BC có tính chất cơ học đáng kể mặc dù thực tế rằng nó chứa đến 99% nước. Khả năng giữ nước là lý do tại sao hầu hết các khả BC cấy ghép không tạo ra bất kỳ phản ứng với cơ thể. Cấu trúc của vật liệu BC có thể được thiết kế trên những thang chiều dài khác nhau, từ vĩ mô nano

7. Đánh giá tình hình phát triển của nanocellulose:

13

Chương II: Thực nghiệm

2 .Nguyên liệu và hoá chất2.1 . Bã sắn

Bã sắn

2.2 . Enzym - Sử dụng enzym Pectinase và enzym cellulase

2.3 . Hoá chất sử dụngĐệm citrat 0.5% ở PH 5, NaOH 2%, NaClO 0.44%, axit H2SO4 6,5M

3 . Các thiết bị sử dụngThiết bị phân tích độ ẩm BF-06-D-26 , cân 3 số TE 612 và cân phân tích

CPA324S BF-O6-F22 của hãng Sartorius, tủ lắc , giấy lọc, kính hiển vi

4 . Phương pháp sử dụng

4.1 .Phương pháp xác định hàm ẩm

4.2 . Phương pháp xác định thành phần mẫu

2.1 Thuỷ phân loại bỏ tinh bột

Cellulose thu được từ bã sắn bằng cách dùng Enzym thuỷ phân loại bỏ tinh bột

Cách tiến hành lần lượt theo các bước sau:

- Cân 25 g mẫu vào bình tam giác ( 25 g là mẫu khô tuyệt đối ta phải quy lại ra

khối lượng thực tế khi có hàm ẩm ).

- Bổ sung thêm ???? ml đệm citrat 0.5% PH 5 vào bình tam giác đã có mẫu

14

- Bổ sung thêm ???? ml Enyme Cellulase và ??? Pectinase vào bình tam giác đã có

mẫu trên.

- Đặt bình tam giác chứa mẫu cần phân tích và hỗn hợp Enzym vào tủ lắc và để ủ ở

50 độ C trong vòng 2 giờ.

- Lọc lấy cặn thu ở phía trên (sử dụng giấy lọc có kích thước phù hợp )

- Sau khi lọc xong ta thu khoảng 50ml dịch lọc, với bã trên giấy lọc ta dùng nước

cất để rửa bã.

2.1Xác định hàm lượng cellulose

Lượng bã thu được , sấy ở nhiệt độ ??? trong thời gian ???

Sau đó lượng bã thu được đem đi đo độ ẩm . từ đó ta tính được khối lượng cellulose thu được.

15

Chương II: Công nghệ 2.1Vật liệu:2.2 Dụng cụ:2.3Phương pháp:

16

Chương III Kết luận3.1 3.2 Tài liệu tham khảo:1. Ứng dụng bã sắn để sản xuất ồn làm thức ăn chăn nuôi 2. Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sử dụng bã sắn trước và sau lên men để nuôi trong nấm ăn và nắm dược liệu. Báo cáo khoa học.

1. Nystrom, G., et al., A nanocellulose polypyrrole composite based on microfibrillated cellulose from wood. The Journal of Physical Chemistry B, 2010. 114(12): p. 4178-4182.

2. Peng, B., et al., Chemistry and applications of nanocrystalline cellulose and its derivatives: a nanotechnology perspective. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2011. 89(5): p. 1191-1206.

3. Antczak, T., Nanotechnology-Methods of Manufacturing Cellulose Nanofibres. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2012. 20(2): p. 91.

4. Ioelovich, M., Cellulose as a nanostructured polymer: a short review. BioResources, 2008. 3(4): p. 1403-1418.

5. Netravali, A. and N. Pan, Melt Spinning of Cellulose-Based Fibers.

17