Технология

Наноцеллюлоза — материал, представляющий собой наноразмерные волокона целлюлозы. Типичная поперечный размер такого волокна — 5-20 нм, а продольный размер варьируется от 10 нм до нескольких микрон.

На сегодняшний день глобальный рынок наноцеллюлозы оценивается в 65 млн. долларов, и, как ожидается, достигнет 530 млн. долларов к 2021 году . Таким образом среднегодовой темп роста рынка между 2016 и 2021 гг. составит 30%. По оценке Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ мировой рынок наноцеллюлозы в 2020 году может составить 250 миллионов долларов только в Северной Америке .

Применение наноцеллюлозы

Свойства наноцеллюлозы (например, механические свойства, пленкообразующие свойства, вязкость и т.д.) делает ее интересным материалом для многих областей применения и потенциал для многомиллиардной индустрии.

1. Продукты питания

Из-за реологические свойств геля наноцеллюлоза может быть использован в качестве низко-калорийной добавки, заменяя современные углеводные добавки, используемые в качестве загустителей, носителей и стабилизаторов суспензии в самых разнообразных пищевых продуктов. Такой гель может применятся для производства начинок, чипсов, вафель, супов, подлив, и т.д.

2. Композитные материалы

Свойства наноцеллюлозы делают этот материал интересным для армирования пластиков. Также наноцеллюлоза может быть использования в качестве покрытий и пленок, краски, пены, упаковки.

3. Нефтедобыча

Использование наноцеллюлозы в качестве жидкости для гидроразрыва нефтеносных пластов является потенциально интересным и масштабным применением. Также наноцеллюлоза может использоваться как основа для буровых растворов.

4. Бумага и картон

Существует потенциал применения наноцеллюлозы в производства бумаги и картона для повышения прочности связи между волокнами и, следовательно, создания сильного армирующего эффекта для бумажных материалов. Наноцелюлоза может быть полезным в качестве жиронепроницаемого барьера для упаковки и в качестве добавки для улучшения удержания и прочности во влажном и сухом состоянии в бумаге и картоне.

5. Медицинское и косметическое применение

• Сухая наноцеллюлоза в форме таблеток для лечения кишечных расстройств.
• Порошковая наноцеллюлоза в качестве вспомогательного вещества в фармацевтических композициях.
• Аэрогель наноцеллюлозы, используемый в гигиенических прокладках, тампонах, подгузниках или перевязочного материала.
• Наноцеллюлоза как пленки для скрининга биологических соединений и нуклеиновых кислот, кодирующих биологическое соединение.
• Фильтрующий материал на базе наноцеллюлозы для безлейкоцитного переливания крови
• Эластичные крио-структурированные гели для биомедицинского и биотехнологического применения.
• Матрица для 3D культуры клеток.
• Использование наноцеллюлозы в качестве композиционного средства для создания покрытия в косметике, например для волос, ресниц, бровей или ногтей.

6. Другие области применения наноцеллюлозы:

• Лёгкие и прочные бронежилеты
• Супергибкие экраны
• Уникальные фильтры
• Гибкие батареи

В настоящий момент волокна наноцеллюлозы выделяют из древесного волокна путём гомогенизации под высоким давлением, достаточно дорогим технологическим процессом, требующим больших затрат энергии. Сложность производства, и как следствие, высокая себестоимость, являются одним из основных сдерживающих факторов распространения этого материала.