International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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제45권2호
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pp.70-77
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2022
Wet-spun regenerated silk fibroin (RSF) fibers have been extensively studied owing to their 1) useful properties as biomaterials, including good blood compatibility and cyto-compatibility; 2) the various methods available to control the structural characteristics and morphology of the fiber, and 3) the possibility of fabricating blended fibers and new material-embedded fibers. In this study, silk nanofibrils prepared using a new method were embedded in RSF to fabricate wet-spun silk nanofibril/RSF composite fibers. Up to 2% addition of silk nanofibril, the silk nanofibril/RSF dope solution showed slight shear thinning, and the G' and G" of the dope solution were similar. However, above 3% silk nanofibril content, the viscosity of the dope solution significantly increased. In addition, shear thinning was remarkably evident, and the G' of the dope solution was much higher than the G", indicating a very elastic state. As the silk nanofibril content was increased, the wet-spun silk nanofibril/RSF composite fiber became uneven, with a rough surface, and more beaded fibers were produced. Scanning electron microscopy observations revealed that the beaded fibers were attributed to the inhomogeneous dispersion and presence of agglomerates of the silk nanofibrils. As the silk nanofibril content and RSF concentration increased, the maximum draw ratio decreased, indicating the deterioration of the wet spinnability and post-drawing performance of silk nanofibril/RSF.
본 연구에서는 분무건조 조건 및 계면활성제 첨가에 따른 리그노셀룰로오스 나노피브릴(lignocellulose nanofibril, LCNF)의 분무건조 수율 및 건조 LCNF의 형태학적 특성, 치수분포 및 수재분산성을 조사하였다. 원료로는 약 70-300 nm 직경을 지니는 섬유상의 LCNF를 사용하였으며, 분무건조 LCNF는 rod형 파티클의 형태학적 특성을 보였다. $140^{\circ}C$ 온도조건에서의 분무건조 수율이 가장 높았으며, 분무건조 LCNF의 입자크기 또한 가장 작았다. LCNF 현탁액의 농도가 감소할수록 또한 송풍량이 증가할수록 분무건조 수율 및 입자크기가 증가하였다. 또한, 계면활성제의 첨가로 건조 수율을 향상시킬 수 있었으며, 첨가 비율이 증가할수록 평균입자크기가 감소하였다. 건조 LCNF의 입자 크기가 감소할수록, 물에서의 재분산성이 향상되었으며, 수현탁액의 여수시간이 증가하였다.
Jang, Mi Jin;Park, Byung-Dae;Kweon, HaeYong;Jo, You-Young;Um, In Chul
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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제31권1호
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pp.1-6
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2015
Recently, sericin has attracted increasing attention in biomedical and cosmetic research because of its useful properties including acceleration of wound healing, improvement of cell attachment, and inhibition of ultraviolet-B induced apoptosis. However, sericin films have poor mechanical properties, which restricts the application to those fields. In this study, cellulose nanofibril (CNF)/sericin composite films were fabricated by solvent casting, and the effects of ultrasonication time and CNF content on the solution turbidity, molecular conformation, and film mechanical properties of sericin film were examined. As the ultrasonication time increased, the turbidity of the CNF/sericin suspension decreased. Conversely, as the CNF content increased, the turbidity increased. However, ${\beta}$-sheet crystallization and mechanical properties remained almost unchanged by varying the ultrasonication time and CNF content, indicating that CNF is not effective to improve the mechanical properties of sericin films.
In this work, a novel strategy is provided to prepare silver nanoplates by a fibronectin (Fn) nanofibril template. First, Fn molecules were controlled to assemble into amyloid-like nanofibrils in highly concentrated ethanol aqueous solution. The resultant nanofibrils could serve as a soft template to direct the formation of silver nanoplates. It is worth noting that the silver nanoplates are excellent surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate with 4-aminothiophenol (4-ATP) molecule as a test probe. This high active SERS substrate can also be used to detect drug molecule, 2-thiouracil with high sensitivity.
This study was carried out to investigate the changes in micro- and nanoscopic morphology of cellulose nanofibrils (CNFs) from various bioresources by investigating various mechanical milling systems. Mechanical milling in herbaceous bioresources was more effective than in woody bioresources, demonstrating lower energy consumption and finer morphology. The milling time to reach nanoscopic size was longer in woody bioresources than in herbaceous bioresources. Furthermore, at the same level of wet disk milling time, CNFs from herbaceous bioresources showed more slender morphology than those from woody bioresources. Tensile properties of nanopaper prepared from CNFs of herbaceous bioresources were higher than those of woody bioresources. The highest tensile strength was found to be 77.4 MPa in the nanopaper from Evening prim rose.
Park, Byung-Dae;Um, In Chul;Lee, Sun-Young;Dufresne, Alain
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제42권2호
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pp.119-129
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2014
This work undertook to prepare nanofibers of cellulose nanofibrils (CNF)/polyvinyl alcohol (PVA) composite by electrospinning, and characterize the electrospun composite nanofibers. Different contents of CNFs isolated from hardwood bleached kraft pulp (HW-BKP) by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical (TEMPO)-mediated oxidation were suspended in aqueous polyvinyl alcohol (PVA) solution, and then electrospun into CNF/PVA composite nanofibers. The morphology and dimension of CNFs were characterized by transmission electron microscopy (TEM), which revealed that CNFs were fibrillated form with the diameter of about $7.07{\pm}0.99$ nm. Morphology of the electrospun nanofiber observed by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) showed that uniform CNF/PVA composite nanofibers were manufactured at 1~3% CNF contents while many beads were observed at 5% CNF level. Both the viscosity of CNF/PVA solution and diameter of the electrospun nanofiber decreased with an increase in CNF content. The diameter and its distribution of the electrospun nanofibers helped explain the differences observed in their morphology. These results show that the electrospinning method was successful in preparing uniform CNF/PVA nanofibers, indicating a great potential for manufacturing consistent and reliable cellulose-based nanofibrils for scaffolds in future applications.
Detection of DMNB by chemo sensors has been proved difficult because of their high lying LUMO level. Recently reported 4 different types of sensory materials for detection of DMNB were discussed. The focus of this review mainly lied on the sensitivity and feasibility for field use. Different strategies and approaches from different platforms for sensing DMNB is studied.
This work attempted to fabricate organic/inorganic nanocomposite by combining organic cellulose nanofibrils (CNFs), isolated by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical (TEMPO)-mediated oxidation of native cellulose with inorganic nanoclay. The morphology and dimension of CNFs, and tensile properties and thermal stability of CNF/clay nanocomposites were characterized by transmission electron microscope (TEM), tensile test, and thermogravimetry (TG), respectively. TEM observation showed that CNFs were fibrillated structure with a diameter of about $4.86{\pm}1.341nm$. Tensile strength and modulus of the hybrid nanocomposite decreased as the clay content of the nanocomposite increased, indicating a poor dispersion of CNFs or inefficient stress transfer between the CNFs and clay. The elongation at break increased at 1% clay level and then continuously decreased as the clay content increased, suggesting increased brittleness. Analysis of TG and derivative thermogravimetry (DTG) curves of the nanocomposites identified two thermal degradation peak temperatures ($T_{p1}$ and $T_{p2}$), which suggested thermal decomposition of the nanocomposites to be a two steps-process. We think that $T_{p1}$ values from $219.6^{\circ}C$ to $235^{\circ}C$ resulted from the sodium carboxylate groups in the CNFs, and that $T_{p2}$ values from $267^{\circ}C$ to $273.5^{\circ}C$ were mainly responsible for the thermal decomposition of crystalline cellulose in the nanocomposite. An increase in the clay level of the CNF/clay nanocomposite predominately affected $T_{p2}$ values, which continuously increased as the clay content increased. These results indicate that the addition of clay improved thermal stability of the CNF/clay nanocomposite but at the expense of nanocomposite's tensile properties.
Park, Chan-Woo;Han, Song-Yi;Namgung, Hyun-Woo;Seo, Pureun-Narae;Lee, Seung-Hwan
Journal of Forest and Environmental Science
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제33권1호
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pp.33-38
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2017
In this study, spray-drying yield and morphological characterization of spray-dried cellulose nanofibril (CNF) and TEMPO-oxidized nanocellulose (TONC) depending on spray-drying condition and surfactant addition was investigated. As spray-drying temperature increased, the yield of spray-dried CNF was increased. The highest spray-drying yields in both nanocelluloses were found at didecyl dimethyl ammonium chloride (DDAC) addition of 2.5 phr at all investigated temperatures. The spray-dried CNF was the sphere-like particle, but the spray-dried TONC showed both rod and sphere-like morphology. The average diameter of spray-dried CNF was decreased with increasing DDAC addition amount, resulting in the increase of specific surface area.
본 연구에서는 HPC (hydroxypropyl cellulose)와 TEMPO 산화된 셀룰로오스 나노섬유(Tempo-oxidized cellulose nanofibrils, TOCN)가 보강된 복합필름을 제조하였다. 복합필름의 기계적, 열적 특성을 관찰하기 위해 인장강도 및 열중량 분석기(TGA)를 측정하였다. HPC/TOCN 복합필름에서 TOCN의 함량이 1 wt%에서 5 wt%까지 증가할수록 인장강도와 인장탄성계수는 직선적으로 증가하는 경향을 보였다. 그러나 TGA 분석 결과, TOCN의 함량에 관계없이 HPC/TOCN 복합필름의 열 안정성은 거의 차이가 없었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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