藍藻からのナノセルロース
藍藻からのナノセルロース
研究者は、藻類を使用してナノセルロースを製造することについて報告しています。
セルロース
セルロースは、主に数百から1万を超えるβ（1→4）結合D-グルコース単位の線状鎖からなる多糖類であり、緑の植物の一次細胞壁の重要な構造成分です。多くの形態の藻類卵菌であり、ある種の細菌によってバイオフィルムとして分泌されます。セルロースは地球上で最も豊富な有機ポリマーであり、プラスチックのように、分子が長鎖に結合して構成されています。セルロースは、木の幹や枝、トウモロコシの茎、綿繊維、紙や段ボールの主成分、果物や野菜の難消化性物質を構成しています。たとえば、綿繊維のセルロース含有量は90％、木材のセルロース含有量は40〜50％、乾燥麻のセルロース含有量は約45％です。ミクロフィブリルの本来のナノ構造形態でセルロースを合成および分泌できる生物はほとんどありません。
ナノセルロース
ナノセルロース、またはマイクロフィブリル化セルロース（MFC）は、アスペクト比が高く、通常の横方向の寸法が5〜20ナノメートルで、縦方向の寸法が数十ナノメートルから数ミクロンの広い範囲のナノサイズのセルロースフィブリルで構成されます。
ナノセルロースは、酸加水分解によって天然繊維からも得ることができ、ナノウィスカーと呼ばれる高度に結晶性で剛性の高いナノ粒子を生成します。それは本質的に非常に親水性の疑似プラスチックであり、通常の条件下では粘性があるが、攪拌または応力を加えると時間の経過とともに粘性が低下するゲルまたは流体の特性を示します。
酢を作るバクテリアを使って、バクテリアナノセルロースとして知られている一種の湿った皮膚、腫れ、ゼラチン状で滑りやすい材料が作られました。バクテリアで作られたナノセルロースには、製造のしやすさや高純度などの利点があります
ナノセルロースの製造
初期の研究者は、A。xylinumからの最初のナノセルロース遺伝子の配列を決定しました。彼らは、ナノセルロースの重合と結晶化に関与する遺伝子を観察しました。最近、テキサス大学オースティン校の研究者は、主に光合成細菌またはシアノバクテリアである数種類の青緑色の藻がナノセルロースを生成できることを報告しました。シアノバクテリアのナノセルロースの最大の問題の1つは、自然界では大量に作られていませんが、スケールアップできることです。
シアノバクテリアは、太陽光と水から独自の栄養素を作り、生成しながら大気から二酸化炭素を取り除きます。ナノセルロース。シアノバクテリアは、ナノセルロースを周囲に放出する可能性もあります。研究者は、シアノバクテリアを遺伝子操作して、ナノセルロースの1つの形態、長鎖、またはポリマーの形態の材料を生成し、より完全な形態のナノセルロース、つまり結晶構造を持つポリマーを合成しました。
研究者たちは、ナノセルロース燃料の商業化に対する主な障壁には、科学とは関係のない問題が関係していると考えています。バイオ燃料や他の多くの製品の持続可能な生産の原料になる可能性があります。
ナノマテリアル