Los químicos descubren grietas en el núcleo de los nanocristales de celulosa
Químicos de Japón, Canadá y Europa han descubierto defectos en la estructura superficial de los nanocristales de celulosa, un paso importante hacia la deconstrucción de la celulosa para producir nanomateriales renovables de interés para productos bioquímicos, soluciones energéticas y biocombustibles.
Los resultados, publicados en Science Advances, constituyen el análisis más detallado hasta la fecha de la química de superficie y la estructura de las partículas individuales de nanocristales de celulosa (CNC).
El equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Kanazawa (Japón), aplicó microscopía de fuerza atómica tridimensional (3D-AFM) y simulaciones de dinámica molecular a fibras individuales de CNC en agua. El escaneado de alta resolución reveló nuevos detalles de la disposición de las cadenas de celulosa en la superficie de los CNC.
En su mayor parte, la estructura de una única fibra CNC mostraba disposiciones en panal o en cadena en zigzag en las porciones cristalinas, intercaladas con regiones desordenadas no cristalinas a intervalos irregulares. Los investigadores descubrieron defectos estructurales asociados a las regiones no cristalinas de la superficie.
«Se trata de un paso esencial hacia la comprensión de los mecanismos de degradación de la CNC, que es crucial para la conversión de la biomasa, con relevancia para los nanomateriales renovables y la producción química», declaró el profesor Takeshi Fukuma, director del Instituto de Nanociencias de la Vida de la Universidad de Kanazawa.
El estudio también modelizó la disposición tridimensional de las moléculas de agua cerca de la superficie de los CNC, lo que podría ofrecer a los científicos de materiales pistas adicionales sobre cómo podría responder la superficie de los CNC a la adsorción molecular, la difusión y las reacciones químicas.
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Fuente: science.ubc.ca