【摘要】 Paola Orsolini 研究[1]致力于对干湿NFC纳米纸(也称为膜)的孔隙度、孔隙体积、比表面积和孔径分布进行关键研究,并采用各种成熟的技术
纳米纤原化纤维素(NFC)是一种生物基材料,由Turbak等人首创,并在过去三十年中进行了研究。NFC是从植物纤维素纸浆或纤维素废料中提取的,使其成为一种丰富、可再生和可持续的材料。它是通过湿处理方法分离出来的,如高压均质或研磨,这导致由纤维素纳米纤维纠缠网络组成的凝胶状物质。这种材料通常被称为纳米纸。近场通信纳米纸的性能和应用已经在一系列的综述中得到了广泛的报道。其中一个主要应用是使用NFC作为包装的屏障材料,因为由于纳米纤化纤维的高包装能力和晶体域的存在,该材料显示出低的氧和水蒸气透射率。然而,实验证明,随着纳米纸相对湿度的增加,其阻隔能力下降。我们的团队以前也参与了水屏障纸的开发,表明需要将纳米纤化纤维素与层状硅酸盐嵌入,以获得更好的性能,按照纤维砖复合模型,结合新的原生网络模型和覆盖纤维复合模型。当将层状硅酸盐添加到NFC基体中时,水蒸汽渗透率(WVP)从6.4 g/(m day Pa)降低到2.2 g/(m day Pa)。
Paola Orsolini 研究[1]致力于对干湿NFC纳米纸(也称为膜)的孔隙度、孔隙体积、比表面积和孔径分布进行关键研究,并采用各种成熟的技术,如电子显微镜、氦比容测定法、汞侵入法、气体吸附(N2和Kr)和热容测定法。虽然这些技术可以成功地应用于无机材料(例如,介孔二氧化硅),但有必要对有机和亲水产品(如NFC膜)进行评估。这是由于在材料与探测流体的界面处发生了不同的现象。汞侵入和气体吸附常用于表征孔隙度相关性质;然而,这两种技术都表征了干燥状态下的材料。同时,采用了热测量法来监测膨胀时的结构变化,并进行了透水性测试来显示膜对液体的可及性。这是第一次对这些方法进行系统筛选,强调了在测量之前需要进行统一的样品处理(即样品切割和除气方案),以协调文献中的结果。指出有必要修正汞侵入的适用范围和氮吸附的不适宜性。最后,提供了一个表,用于选择最合适的方法来确定期望的属性,并提出了结果解释的指导方针,以便未来的用户可以从中受益。
[1] Paola Orsolini, Benjamin et al. Characterization of Pores in Dense Nanopapers and Nanofibrillated Cellulose Membranes: A Critical Assessment of Established Methods[J]. Acs Applied Materials & Interfaces, 2015.