KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Bartın Orman Fakültesi Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 2

Nanoselüloz: yapısı, çeşitleri ve kullanım alanları

Nanocellulose: structure, types, and applications

Gülyaz Al(Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Çanakkale Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu)0000-0003-2347-4981
Deniz Aydemir(BARTIN ÜNİVERSİTESİ, BARTIN ORMAN FAKÜLTESİ)0000-0002-7484-2126
Sayfa
133–147
Yayın Tarihi
2024-04-23
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sahip olduğu özellikler nedeniyle geleceğin malzemesi olarak görülen NC’ ler ile ilgili bu derlemede NC çeşitlerinden, avantajlarından ve kullanım alanlarından bahsedilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Son yıllarda artan çevre bilinci, iklim değişiklikleri ve petrolün tükenmesi, gibi nedenlerden dolayı petrol türevli malzemelerin yerini doğal kaynaklardan elde edilen ve doğada parçalanabilen malzemeler almaya başlamıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Gelecek vaat eden NC’ ler yüksek en-boy oranına sahip olup, selüloza nazaran daha iyi mekanik özelliklere sahiptir.
💡
Sonuç & Katkı:Sahip olduğu özellikler nedeniyle geleceğin malzemesi olarak görülen NC’ ler ile ilgili bu derlemede NC çeşitlerinden, avantajlarından ve kullanım alanlarından bahsedilmiştir.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Selüloz · nanoselüloz · kristalin nanoselüloz

Özet

Son yıllarda artan çevre bilinci, iklim değişiklikleri ve petrolün tükenmesi, gibi nedenlerden dolayı petrol türevli malzemelerin yerini doğal kaynaklardan elde edilen ve doğada parçalanabilen malzemeler almaya başlamıştır. Dünyada en çok bulunan doğal bir polimer olan selüloz çeşitli kaynaklardan (ağaç, bitki, su yosunu, hayvan, amip, bakteri vb.) elde edilebilmektedir. Öncelikle kağıt olmak üzere pek çok alanda yüzyıllardır kullanılan bir malzeme olan selüloz nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte yeni bir form kazanmış ve Nanoselüloz (NC) adı verilen malzeme ortaya çıkmıştır. Bitki hücre duvarından elde edilebilen doğal bir nanomateryal olan NC öne çıkan yeşil malzemelerden birisidir. NC üretiminde kullanılan kaynaklar fazla ve çok çeşitlidir. Gelecek vaat eden NC’ ler yüksek en-boy oranına sahip olup, selüloza nazaran daha iyi mekanik özelliklere sahiptir. Bunun yanı sıra yenilenebilir bir malzeme olup, biyouyumlu olması da artan çevresel endişeler dolasıyla bu malzemeyi cazip kılmaktadır. İçeriğinde bol miktarda fonksiyonel hidroksil grubu barındırdığından dolayı kimyasal reaksiyonlarla çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Günümüzde özellikle polimer kompozitler içeresine NC takviye edilmeye başlamıştır. Yeni bir biyopolimer kompozit endüstrisinin temelini oluşturacak ideal malzemeler olarak görülen nanoselülozun; selüloz nanokristal (CNC), selüloz nanofibril (CNF) ve bakteriyel nanoselüloz (BC) olmak üzere üç farklı çeşidi bulunmaktadır. Sahip olduğu özellikler nedeniyle geleceğin malzemesi olarak görülen NC’ ler ile ilgili bu derlemede NC çeşitlerinden, avantajlarından ve kullanım alanlarından bahsedilmiştir.

Abstract

In recent years, due to increasing environmental awareness, climate changes, and oil depletion, petroleum-derived materials have begun to be replaced by materials obtained from natural resources and biodegradable. Cellulose, the most abundant natural polymer in the world, can be obtained from various sources (trees, plants, algae, animals, amoeba, bacteria, etc.). Cellulose is a material that has been used for centuries in many fields, especially paper. With the development of nanotechnology, cellulose gained a new form, and the material called Nanocellulose (NC). NC, a natural nanomaterial obtained from the plant cell wall, is one of the prominent green materials. A great variety of resources are used in NC production. Promising NCs have a high aspect ratio and better mechanical properties than cellulose. NC contains plenty of functional hydroxyl groups. In this way, it has a wide range of uses through chemical reactions. Nowadays, NCs have started to be used as reinforcement materials, especially in polymer composites. Nanocellulose is an ideal material that will form the basis of a new biopolymer composite industry. There are three different types: crystalline nanocellulose (CNC), cellulose nanofibril (CNF), and bacterial nanocellulose (BC). In this review about NCs, which are seen as future materials due to their properties, NC types, advantages, and usage areas are mentioned.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Al, G., Aydemir, D. (2024). Nanoselüloz: yapısı, çeşitleri ve kullanım alanları. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 2, 133–147. https://doi.org/10.24011/barofd.1358005

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (41)

  1. Abdul Khalil, H. P. S., Bhat, A. H., Ireana Yusra, A. F. (2012). Green composites from sustainable cellulose nanofibrils: A review. Carbohydrate Polymers, 87(2), 963-979. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.08.078
  2. Akoğlu, A., Gül Karahan, A., Lütfü Çakmakçı, M., ve Çakır, İ. (2010). Bakteriyel Selülozun Özellikleri ve Gıda Sanayisinde Kullanımı. The Journal of Food, 35(2), 127-134.
  3. Alves, L., Ferraz, E., Gamelas, J. A. F. (2019). Composites of nanofibrillated cellulose with clay minerals: A review. Advances in Colloid and Interface Science, 272, 101994. https://doi.org/10.1016/j.cis.2019.101994
  4. Azeredo, H. M. C., Barud, H., Farinas, C. S., Vasconcellos, V. M., Claro, A. M. (2019). Bacterial Cellulose as a Raw Material for Food and Food Packaging Applications. Frontiers in Sustainable Food Systems, 3, 429319. https://doi.org/10.3389/FSUFS.2019.00007/BIBTEX
  5. Bharimalla, A. K., Deshmukh, S. P., Patil, P. G., Vigneshwaran, N. (2015). Energy Efficient Manufacturing of Nanocellulose by Chemo- and Bio-Mechanical Processes: A Review. World Journal of Nano Science and Engineering, 05(04), 204-212. https://doi.org/10.4236/WJNSE.2015.54021
  6. Blanco, A., Monte, M. C., Campano, C., Balea, A., Merayo, N., Negro, C. (2018). Nanocellulose for Industrial Use: Cellulose Nanofibers (CNF), Cellulose Nanocrystals (CNC), and Bacterial Cellulose (BC). Handbook of Nanomaterials for Industrial Applications, 74-126. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813351-4.00005-5
  7. Brinchi, L., Cotana, F., Fortunati, E., Kenny, J. M. (2013). Production of nanocrystalline cellulose from lignocellulosic biomass: Technology and applications. Carbohydrate Polymers, 94(1), 154-169. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2013.01.033
  8. Choi, S. M., Rao, K. M., Zo, S. M., Shin, E. J., and Han, S. S. (2022). Bacterial Cellulose and Its Applications. Polymers 2022, Vol. 14, Page 1080, 14(6), 1080. https://doi.org/10.3390/POLYM14061080
  9. de Oliveira Barud, H. G., da Silva, R. R., da Silva Barud, H., Tercjak, A., Gutierrez, J., Lustri, W. R., de Oliveira Junior, O. B., Ribeiro, S. J. L. (2016). A multipurpose natural and renewable polymer in medical applications: Bacterial cellulose. Carbohydrate Polymers, 153, 406-420. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2016.07.059
  10. Dufresne, A. (2012). Nanocellulose: potential reinforcement in composites. S. T. Maya J John (Ed.), Natural Polymers: Volume 2: Nanocomposites (C. 2, ss. 1-32).
  11. Dufresne, A. (2013). Nanocellulose: a new ageless bionanomaterial. Materials Today, 16(6), 220-227. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2013.06.004
  12. Esa, F., Tasirin, S. M., Rahman, N. A. (2014). Overview of Bacterial Cellulose Production and Application. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2, 113-119. https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2014.11.017
  13. Frone, A. N., Panaitescu, D. M., Donescu, D. (2011). Some Aspects Concerning the Isolation of Cellulose Micro-and Nano-Fibers. Bull., Series B, 73(2).
  14. Giese, M., Blusch, L. K., Khan, M. K., MacLachlan, M. J. (2015). Functional Materials from Cellulose-Derived Liquid-Crystal Templates. Angewandte Chemie International Edition, 54(10), 2888-2910. https://doi.org/10.1002/ANIE.201407141
  15. Gilbert, H. J., Knox, J. P., Boraston, A. B. (2013). Advances in understanding the molecular basis of plant cell wall polysaccharide recognition by carbohydrate-binding modules. Current Opinion in Structural Biology, 23(5), 669-677. https://doi.org/10.1016/j.sbi.2013.05.005
  16. Habibi, Y. (2014). Key advances in the chemical modification of nanocelluloses. Chemical Society Reviews, 43(5), 1519-1542. https://doi.org/10.1039/C3CS60204D
  17. Ioelovich, M. (2016). Nanocellulose—fabrication, structure, properties, and application in the area of care and cure. Içinde Fabrication and Self-Assembly of Nanobiomaterials (ss. 243-288). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-41533-0.00009-X
  18. Islam, M. T., Alam, M. M., Patrucco, A., Montarsolo, A., Zoccola, M. (2014). Preparation of Nanocellulose: A Review. https://doi.org/10.14504/ajr.1.5.3, 1(5), 17-23. https://doi.org/10.14504/AJR.1.5.3
  19. Isogai, A. (2013). Wood nanocelluloses: Fundamentals and applications as new bio-based nanomaterials. Journal of Wood Science, 59(6), 449-459. https://doi.org/10.1007/S10086-013-1365-Z/FIGURES/5
  20. Isogai, A., Saito, T., and Fukuzumi, H. (2011). TEMPO-oxidized cellulose nanofibers. Nanoscale, 3(1), 71-85. https://doi.org/10.1039/C0NR00583E
  21. Klemm, D., Kramer, F., Moritz, S., Lindström, T., Ankerfors, M., Gray, D., Dorris, A. (2011). Nanocelluloses: A New Family of Nature-Based Materials. Angewandte Chemie International Edition, 50(24), 5438-5466. https://doi.org/10.1002/ANIE.201001273
  22. Lin, N., Dufresne, A. (2014). Nanocellulose in biomedicine: Current status and future prospect. European Polymer Journal, 59, 302-325. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.07.025
  23. Missoum, K., Belgacem, M. N., and Bras, J. (2013). Nanofibrillated Cellulose Surface Modification: A Review. Materials 2013, Vol. 6, Pages 1745-1766, 6(5), 1745-1766. https://doi.org/10.3390/MA6051745
  24. Miyashiro, D., Hamano, R., Umemura, K. (2020). A Review of Applications Using Mixed Materials of Cellulose, Nanocellulose and Carbon Nanotubes. Nanomaterials (Basel, Switzerland), 10(2). https://doi.org/10.3390/NANO10020186
  25. Moon, R. J., Martini, A., Nairn, J., Simonsen, J., Youngblood, J. (2011). Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites. Chemical Society Reviews, 40(7), 3941-3994. https://doi.org/10.1039/C0CS00108B
  26. Nasir, M., Hashim, R., Sulaiman, O., Asim, M. (2017). Nanocellulose: Preparation methods and applications. Içinde Cellulose-Reinforced Nanofibre Composites (ss. 261-276). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100957-4.00011-5
  27. Nechyporchuk, O., Belgacem, M. N., Bras, J. (2016). Production of cellulose nanofibrils: A review of recent advances. Industrial Crops and Products, 93, 2-25. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.02.016
  28. Noremylia, M. B., Hassan, M. Z., Ismail, Z. (2022). Recent advancement in isolation, processing, characterization and applications of emerging nanocellulose: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 206, 954-976. https://doi.org/10.1016/J.IJBIOMAC.2022.03.064
  29. Özkan, B. Ç., Güner, M. (2021). Ultrasonik Destekli Asit Hidrolizi ile Nanokristalin Selüloz Üretimi. International Journal of Innovative Engineering Applications, 5(2), 101-106. https://doi.org/10.46460/ijiea.946875
  30. Phanthong, P., Reubroycharoen, P., Hao, X., Xu, G., Abudula, A., Guan, G. (2018). Nanocellulose: Extraction and application. Carbon Resources Conversion, 1(1), 32-43. https://doi.org/10.1016/j.crcon.2018.05.004
  31. Rol, F., Belgacem, M. N., Gandini, A., Bras, J. (2019). Recent advances in surface-modified cellulose nanofibrils. Progress in Polymer Science, 88, 241-264. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2018.09.002
  32. Salimi, S., Sotudeh-Gharebagh, R., Zarghami, R., Chan, S. Y., Yuen, K. H. (2019). Production of Nanocellulose and Its Applications in Drug Delivery: A Critical Review. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 7(19), 15800-15827.
  33. Shi, Z., Zhang, Y., Phillips, G. O., Yang, G. (2014). Utilization of bacterial cellulose in food. Food Hydrocolloids, 35, 539-545. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2013.07.012
  34. Shoda, M., and Sugano, Y. (2005). Recent advances in bacterial cellulose production. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 10(1), 1-8.
  35. Tayeb, A. H., Amini, E., Ghasemi, S., Tajvidi, M. (2018). Cellulose Nanomaterials—Binding Properties and Applications: A Review. Molecules 2018, Vol. 23, Page 2684, 23(10), 2684. https://doi.org/10.3390/MOLECULES23102684
  36. Trache, D., Tarchoun, A. F., Derradji, M., Hamidon, T. S., Masruchin, N., Brosse, N., Hussin, M. H. (2020). Nanocellulose: From Fundamentals to Advanced Applications. Frontiers in chemistry, 8, 392. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.00392
  37. Vandamme, E. J., De Baets, S., Vanbaelen, A., Joris, K., De Wulf, P. (1998). Improved production of bacterial cellulose and its application potential. Polymer Degradation and Stability, 59(1-3), 93-99. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(97)00185-7
  38. Wang, J., Tavakoli, J., Tang, Y. (2019). Bacterial cellulose production, properties and applications with different culture methods – A review. Carbohydrate Polymers, 219, 63-76. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.05.008
  39. Xue, Y., Mou, Z., Xiao, H. (2017). Nanocellulose as a sustainable biomass material: structure, properties, present status and future prospects in biomedical applications. Nanoscale, 9(39), 14758-14781. https://doi.org/10.1039/C7NR04994C
  40. Yang, B., Zhang, M., Lu, Z., Tan, J., Luo, J., Song, S., Ding, X., Wang, L., Lu, P., Zhang, Q. (2019). Comparative study of aramid nanofiber (ANF) and cellulose nanofiber (CNF). Carbohydrate Polymers, 208, 372-381. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.12.086
  41. Yi, T., Zhao, H., Mo, Q., Pan, D., Liu, Y., Huang, L., Xu, H., Hu, B., Song, H. (2020). From Cellulose to Cellulose Nanofibrils—A Comprehensive Review of the Preparation and Modification of Cellulose Nanofibrils. Materials 2020, Vol. 13, Page 5062, 13(22), 5062. https://doi.org/10.3390/MA13225062