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Cellulose nanofiber aerogels: effect of the composition and the drying method

Baraka, Farida und Ganesan, Kathirvel und Milow, Barbara und Labidi, Jalel (2024) Cellulose nanofiber aerogels: effect of the composition and the drying method. Cellulose, 31, Seiten 9699-9713. Springer. ISSN 0969-0239.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://doi.org/10.1007/s10570-024-06191-2

Kurzfassung

Highly porous and lightweight aerogels of cellulose nanofibers (CNFs) have emerged as a promising class of material. This study delves into the impact of the composition (lignocellulose nanofibers–LCNFs and CNFs) and the drying methods (supercritical drying and freeze-drying) on the morphology and the properties of nanocellulose-based aerogels. The investigation evaluates the concentrations of nanofibers and the influence of lignin, a constituent of LCNFs recognized for enhancing the rigidity of plant cell walls, on the aerogel’s properties. The shrinkage rates, density, pore structure, and mechanical properties of the obtained aerogels are comprehensively compared. Supercritical drying proves advantageous for aerogel formation, resulting in materials with lower density and higher surface area than their freeze-dried counterparts at each concentration level. The use of acetone for supercritical drying contributes to reduce the shrinkage rates compared to ethanol. This decrease is attributed to the formation of a more rigid hydrogel during solvent exchange. Freeze-drying exhibits the lowest shrinkage rates and relatively higher porosity. The presence of lignin in the nanofibers influences the microstructure, yielding smoother and thicker pore walls. This study contributes to the comprehensive understanding of the intricate factors shaping nanocellulose aerogel properties, paving the way for the development of innovative and environmentally-friendly materials.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208072/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Cellulose nanofiber aerogels: effect of the composition and the drying method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Baraka, Faridafarida.baraka (at) ehu.eusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ganesan, Kathirvelk.ganesan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4876-5366NICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Labidi, Jaleljalel.labidi (at) ehu.eusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Oktober 2024
Erschienen in:Cellulose
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:31
Seitenbereich:Seiten 9699-9713
Verlag:Springer
ISSN:0969-0239
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cellulose nanofibers; Lignocellulose; Aerogels; Freeze-drying; Supercritical drying
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HGF - Programmthema:Straßenverkehr
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Ganesan, Dr. Kathirvel
Hinterlegt am:07 Nov 2024 10:03
Letzte Änderung:07 Nov 2024 10:03

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