Sanayicilerimize ücretsiz numune gönderimine başladık

Yeni

Kıymetli

Benzersiz

NANOLİNTER'İN GEÇİRİMLİ ELEKTRON MİKROSKOBU ALTINDAKİ GÖRÜNTÜLERİ

  • Nanolinter® 20.000 kat büyütme
  • Nanolinter® 40.000 kat büyütme
  • Nanolinter® 60.000 kat büyütme
  • Nanolinter® 80.000 kat büyütme
  • Nanolinter® 120.000 kat büyütme
  • Nanolinter® 250.000 kat büyütme
1

Teknoloji

Nanokristal selüloz dünyada son yıllarda giderek artan oranda araştırılan, üretilen, kullanılan bir maddedir. Kompozit, ilaç, kozmetik, kimya, malzeme boya gibi sektörlerde katkı maddesi olarak kullanılabilmektedir. Türkiye’de bol miktarda bulunan linter maddesinden elde edilen Nanolinter® endüstriyel simbiyoz faydasına da haizdir.

Nanokristalin selüloz (NCC), selülozik hammaddenin kısmi hidrolizi ile amorf kısımlarından ayrıştırılması ve kristalin kısımlarının elde edilmesi esasına dayanarak üretilen; onlarca nanometre kristal çapına, birkaç yüz nanometre boyunca da kristal boyutuna sahip bir malzemedir. Aspect ratio, nanokristallerin boy/en oranını ifade eden birimsiz bir sayıdır. Nanokristalin selüloz, üretim kaynağına bağlı olarak değişmekle birlikte, 1-100 değerleri arasında aspect ratio’ya sahiptir. Tablo 1’de görülebileceği üzere hammaddeler nihai ürün üzerine doğrudan etki etmektedir. Kristal boyutları fiberlerin uygulanacağı kompozitlerin mekanik davranışlarını doğrudan etkilemektedir.

Tablo 1. Farklı kaynaklardan elde edilen NCC numunelerinin boy ve en değerlerinin karşılaştırılması


Kaynak Boy [nm] En [nm]
Bakteriyel Kaynaklar 100-1000 10-50
100-1000 5-10 x 30-50
Pamuk 100-150 5-10
70-170 7
200-300 8
255 15
150-210 5-11
Pamuk Linteri 100-200 10-20
25-320 6-70
300-500 15-30
Mikrokristalin Selüloz 35-265 3-48
250-270 23
500 10
Rami (Çin Keneviri) 150-250 6-8
50-150 5-10
Sisal 100-500 3-5
150-280 3,5-6,5
Tunikat - 8,8 x 18,2
1160 16
500-1000 10
1000-3000 15-30
100-1000 15
1073 28
Valonia >1000 10-20
Soft Wood 200-200 3-4
100-150 4-5
Hard Wood 140-150 4-5

Çalışmalarımızda, lignoselülozik bir hammadde olan ve pamuk bitkisinden elde edilen linter ile nanokristalin selüloz üretimi gerçekleşmiştir. Selülozik hammaddelerin sülfürik asit ile muamele edilmesi ile nano boyutta selüloz kristallerinin izole edildiği çalışmamızdan elde edilen kristal boyutları tablo 2’de verilmiştir.

Tablo 2. Farklı kaynaklardan NCC üretimi sonucunda elde edilen numunelerin TEM analizleri üzerinden hesaplanan kristal boyutları


      Linter Uzun Lifli K. Hamuru Kısa Lifli K. Hamuru
      Boy [nm] En [nm] Boy [nm] En [nm] Boy [nm] En [nm]
      108,43 2,92 94,72 12,16 181,25 31,32
      160,74 2,97 104,41 13,21 193,56 44,44
      174,99 3,11 127,99 16,71 224,99 46,02
      188,75 3,23 173,12 17,23 318,8 54,41
      202,3 3,32 177,74 20,68 364,34 55,55
      205,75 6 188,79 25,07 386,73 66,32
      208,12 6,76 208,74   430,48 66,66
      214,78 7,88 326,1     66,66
      216,91 9,01 447,53     80,88
      232,09 16,33       87,64
      234,77 58,91       88,88
      240,93 61,45       88,88
      240,98 64,69       89,26
      251,91 64,69       111,1
      253,84 67,16        
      253,93 71,44        
      266,18 75,19        
      269,45 75,73        
      274,37 77,99        
      278,84          
Ortalama Değerler 223,903 35,72526 205,46 17,51 300,0214 69,85857
Boy/En Değerleri
En Büyük Boy/En Küçük En 95,49315068 36,80345395 13,74457216
En Küçük Boy/En Büyük En 1,39030645 7,789473684 1,631413141
En Büyük Boy/En Büyük En 3,575330171 17,85121659 3,874707471
En Küçük Boy/En Küçük En 37,13356164 7,789473684 5,787037037
Ortalama Boy/Ortalama En 6,267357612 11,73386636 4,29469745

Tablo 2’de yer alan NCC üretim işlemi sonucunda elde edilen numunelerin TEM analizi sonucunda elde edilen boyut değerleri tablo 1’de yer alan ilgili literatüre ait boyut değerleri ile karşılaştırıldığında benzerlik gösterdiği ortadadır. Bu sonuçtan hareketle, elde edilen boyut değerlerinin literatürün kabul ettiği değerlere uygunluk gösterdiği görülmüştür.

Tablo 3. Nanokristalin selülozun mekanik özelliklerinin endüstriyel fiberlerle karşılaştırılması
Malzeme Yoğunluk [g/cm3] Çekme Dayanımı [GPa]
Kevlar 49 Fiberi 1,1-1,4 3,5
Karbon Fiber 2,5 3,5-4,5
Çelik Tel 7,8 4,1
Karbon Nano Tüp 2,1 11-73
Cam Fiber 2,6 4,8
Nanokristalin Selüloz 1,6 7,5-7,7

Nanokristalin selülozun başlıca kullanım alanı kompozit malzemelerdir. Nanokristalin selüloz, sahip olduğu 145 GPa elastisite modülü ile çelikten daha mukavim, 7,5 GPa çekme dayanımı ile de alüminyumdan daha esnek olmasının yanında düşük yoğunluğa sahip bir malzemedir [1]. Tablo 3’te de görülebileceği üzere nanokristalin selüloz kevlar fiberinin yoğunluğuna yakın olmasına karşın; mekanik mukavemet bakımından kevlar fiberinin 2 katından daha fazla dayanım göstermektedir. Kompozitlerde yaygın kullanılan malzemelere kıyasla hem daha hafif hem de daha mukavim olan nanokristalin selüloz, rekabet ettiği karbon nano tüpe göre hem daha hafif hem de yenilenebilir bir malzemedir.

Tablo 4. Nanokristalin selüloz katkılı kompozitlerin mekanik davranışlarının karşılaştırılması
Matris NCC Kaynağı ve Boyutları [Çap, Boy [nm]] %NCC [Ağırlıkça %] Elastisite Modülü Artışı [%] Çekme Dayanımında Artış [%] Kopma Uzamasındaki Artış [%]
Polietilen oksit Bakteriyel [11, 420] 0-0,4 139,9 72,3 -233,3
Poliakrilik asit Pamuk 0-20 7633,9 5658,6 -99,9
Polietilen oksit MCC [10, 112] 0-20 392,1 240,8 -37,5
Pamuk [5-10, 40-100] 0-20 190,5 377,5 -33,5
Tunikat [20, 2000] 0-15 98,8 - -
Polivinil alkol Rami [3-10, 100-250] 0-15 270,9 - -
Polikaprolakton Rami [3-10, 100-250] 0-7,5 64,3 37,2 49,0
Polistiren Kağıt [10-20, 200] 0-9 60 - -
Polimetil metakrilat Bakteriyel [15-20, 300-8μm] 0-20 - - -
Odun [17, 190-660] 0-41 17 30,2 -1,4
Polilaktik asit MCC [92, 124] 0-10 37 30,2 -1,4
EVOH Bakteriyel [30 nm çap] 0-8 - - -
Polilaktik asit Pamuk 0-12,5 - 161,9 -
İpek Ağaç Kabuğu [25-40, 400-500] 0-4 300,3 208,0 -55,6

Tablo 4’te pamuk, rami, MCC gibi farklı kaynaklardan üretilen NCC’nin polietilen oksit, poliakrilik asit ve polivinil alkol gibi farklı matris malzemesine farklı oranlarda ilave edilmesi ile elde edilen mukavemet artışı gözlenmektedir. İlgili tabloda da görülebileceği üzere NCC ilave edildiği malzemeye üstün mekanik özellikler kazandırmaktadır.

Nanokristalin selüloz sahip olduğu mekanik özellikler nedeni ile kompozit malzemelerde kullanılmasının yanında; biyouyumlu, biyoçözünür ve modifikasyona uygun yapısı ile kağıt, boya, inşaat, uzay ve havacılık malzemeleri, gıda ve ilaç katkıları gibi bir çok farklı endüstride ileri teknolojik malzemelerde kendine kullanım alanı bulmakta ve kullanım alanını genişletmektedir.

1

1. Peresin, M.S., A mini-review on properties of nanocrystalline cellulose and its potential applications. Revista Investigaciones Aplicadas, 2013. 7(2): p. 58-73.
2. Habibi, Y., L.A. Lucia, and O.J. Rojas, Cellulose nanocrystals: chemistry, self-assembly, and applications. Chemical reviews, 2010. 110(6): p. 3479-3500.
3. Zhou, C. and Q. Wu, Recent development in applications of cellulose nanocrystals for advanced polymer-based nanocomposites by novel fabrication strategies. 2012: INTECH Open Access Publisher.

Fikri ve Sınai Mülkiyet Hakları

Nanolinter® ürünümüzün üretim metodu, 04.02.2016 tarihinde EPO(Avrupa Patent Ofisi) ‘ne başvuru yapılarak koruma altına alınmıştır. İşbu internet sitesindeki ürün TEM görüntüleri kanunen site sahibine aittir. Her ne sebeple olursa olsun kopyalanması, başka yerde yayınlanması gibi durumlar kanunen suç teşkil eder.

Hakkımızda

İleri teknoloji ürün geliştirme maksadıyla, Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Metalürji fakültesi danışmanlığı ile 2 senede geliştirilen linter esaslı, nano boyutlu bir ürün olan nanolinter® için patent başvurusu yapılmış olup endüstriden gelecek taleplere göre üretim fizibilitesine başlanacaktır.

1

İletişim Formu

Adres



Kadıköy - İSTANBUL / TÜRKİYE

Email: info@nanolinter.com