Výroba nanovlákenné celulózy
Popis technologie
| Název technologie: | Výroba nanovlákenné celulózy |
|---|---|
| Motivace: | Oddělení a izolace jednotlivých nanovláken makrocelulózy je netriviální úkol. V závislosti na způsobu výroby nanocelulózy mohou být získány dva základní typy nanocelulózy: celulózová nanovlákna (CNFs) nebo celulózové nanokrystaly (CNCs). Existuje několik způsobů výroby nanocelulózy s různými přednostmi a nedostatky. Mechanický způsob zpracování celulózy je výhodný s ohledem na jeho jednoduchost a možnost škálovatelnosti. Námi navržený postup nepoužívá toxické látky a dosahuje vysoké energetické účinnosti. |
| Popis: |
Náš vynález poskytuje levný a ekologický způsob výroby nanovlákenné celulózy. Efektivně řeší nedostatky současných technik, včetně nákladů na výrobu, spotřeby energie, ekologické udržitelnosti, účinnosti a rozšiřování procesu, což jej předurčuje pro průmyslové využití. Metoda využívá polotuhé vodné prostředí složené z křemičitanu sodného, v němž jsou rozptýleny prekurzory celulózy, a strojů schopných vyvolat silnou vysokorychlostní deformaci, která masivně rozbíjí celulózové řetězce a seká vlákna na nanometrickou velikost. Použité médium může fungovat také jako účinné, levné a ekologické řešení pro dlouhodobé skladování nanovlákenné celulózy. Hlavní výhody: - Nízké náklady: Levné vstupní materiály, plně recyklovatelné vodního sklo. - Snadná reprodukce: Nevyžaduje žádné sofistikované a drahé stroje. - Ekologicky šetrné, netoxické: Použití vodného média a ekologicky přijatelných látek. - Účinné a efektivní: Nevyžaduje dlouhou dobu zpracování ani zdlouhavé předúpravy. - Vysoká kvalita a čistota: Vyrobená nanofibrilovaná celulóza je jako vodné médium snadno omyvatelná. - Škálovatelnost: Vhodná pro hromadnou výrobu. - Univerzální a flexibilní: Médium lze použít pro skladování nebo další syntézu nanokompozitů. - Skladovací médium: Médium slouží také jako skladovací médium pro uchování defibrilovatelných nanocelulí. - Menší spotřeba energie: Stejná kvalita konečného produktu dosažitelná za atmosférického tlaku. - Možnost recyklace: Použitou vodu nebo křemičitan sodný lze dále recyklovat pro nové šarže, čímž se omezí spotřeba surovin a při těchto reakcích nevznikají žádné toxické plyny. |
| Komerční využití: |
• Vývoj technologie pro průmyslovou výrobu nanomateriálů k dalšímu užití (CNF, MFC, směsi). • Vývoj specifických průmyslových aplikací vyráběných nanovláken celulózy (papírenský a obalový průmysl; kompozitní materiály; textilní průmysl; kosmetika a osobní péče; elektronika a energetika; lékařství a farmacie; potravinářský průmysl; filtrace vody a vzduchu). |
| Status IP ochrany: | Mezinárodní patentová přihláška: PCT/SK2024/050005 - Způsob výroby nanovlákenné celulózy. |
| Fáze vývoje technologie: |
Fáze 2Odpovídá TRL 3 a TRL 4 Výzkum proveditelnosti. Dochází k reálnému návrhu technologie a k prvotním testům v laboratoři vedoucím k upřesnění požadavků na technologii a jejích schopností.
|
| Strategie pro hledání partnera: | Licencování Spolupráce |
| Další informace: |
Původci: Ing. Luca Bertolla, Ph.D., z ÚFM AV ČR a Ing. Gianmarco Taveri, Ph.D., Centrum pro využití pokročilých materiálů SAV Popis obrázku: SEM snímky ukazují morfologii a velikost surových celulózových vláken (vlevo) a po úpravě silikáty (vpravo). EDS spektrum (vpravo) dokládá čistotu vyrobených CNFs (nebyly zjištěny žádné jiné prvky než uhlík a kyslík). |
| Ilustrační obrázky: |
|
| Kategorie: | Nanotechnologie |
| Vlastník technologie: | Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.; Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV, v. v. i. (CEMEA) |
