Dynamical Water Ingress and Dissolution at the Amorphous–Crystalline Cellulose Interface

纤维素 溶解 无定形固体 纳米纤维素 化学工程 材料科学 水分 再生纤维素 降级(电信) 化学 化学物理 纳米技术 复合材料 有机化学 计算机科学 工程类 电信
作者
Yuxiang Wang,Alper Kızıltaş,Andrew R. Drews,Sandeep Tamrakar,P. Blanchard,Tiffany R. Walsh
出处
期刊:Biomacromolecules [American Chemical Society]
卷期号:22 (9): 3884-3891 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.biomac.1c00690
摘要

The use of cellulose has considerable promise in a wide range of industrial applications but is hampered by degradation in mechanical properties due to ambient moisture uptake. Existing models of equilibrium moisture content can predict the impact of these effects, but at present, the dynamical, atomic-scale picture of water ingress into cellulose is lacking. The present work reports nonequilibrium molecular simulations of the interface between cellulose and water aimed at capturing the initial stages of two simultaneous dynamical processes, water ingress into cellulose and cellulose dissolution into water. These simulations demonstrate that the process depends on the temperature and chain length in the amorphous region, where high temperatures can induce more mass exchange and short chains can easily detach from amorphous cellulose. A cooperative mechanism that involves both chemical and physical aspects, namely, hydrogen bonding and chain intertwining, respectively, is proposed to interpret the incipient dual ingress/dissolution process. Outcomes of this work will provide a foundation for cellulose functionalization strategies to impede moisture uptake and preserve the mechanical properties of nanocellulose in applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
只爱LJT关注了科研通微信公众号
1秒前
顾矜应助华子的五A替身采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
yn完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
迷路的翠容完成签到,获得积分10
7秒前
荼蘼如雪发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
眼睛大以寒完成签到 ,获得积分10
8秒前
谨慎的映阳完成签到 ,获得积分10
8秒前
bo发布了新的文献求助10
8秒前
桓白白发布了新的文献求助10
9秒前
深情安青应助西伯侯采纳,获得10
10秒前
碎尘发布了新的文献求助10
10秒前
脑洞疼应助zbh采纳,获得10
10秒前
敏感人杰完成签到,获得积分10
10秒前
流星止水发布了新的文献求助10
10秒前
13秒前
tingzi发布了新的文献求助10
14秒前
飞鱼z完成签到 ,获得积分10
15秒前
无心的柠檬完成签到,获得积分10
18秒前
桓白白完成签到,获得积分10
18秒前
兴奋的发卡完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
22秒前
zw发布了新的文献求助10
23秒前
流星止水完成签到 ,获得积分20
28秒前
老演员发布了新的文献求助10
28秒前
七盘西完成签到,获得积分10
29秒前
华仔应助zz采纳,获得10
30秒前
碎尘完成签到,获得积分10
30秒前
zw完成签到,获得积分10
31秒前
木笔朱瑾完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
33秒前
飘零的歌手完成签到,获得积分10
33秒前
傻呆呆发布了新的文献求助10
33秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
Research on managing groups and teams 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3329264
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2959023
关于积分的说明 8593749
捐赠科研通 2637457
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1443521
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668773
邀请新用户注册赠送积分活动 656144