Nanocellulose aus Blaualgen

Nanocellulose aus Blaualgen
Forscher haben über die Herstellung von Nanocellulose aus Algen berichtet.
Cellulose
Cellulose ist eine organische Verbindung hauptsächlich ein Polysaccharid bestehend aus einer linearen Kette von mehreren hundert bis über zehntausend β (1→4) verknüpften D-Glucose-Einheiten und ist ein wichtiger struktureller Bestandteil der primären Zellwand grüner Pflanzen, viele Formen von Algen-Oomyceten und werden von einigen Bakterienarten als Biofilme abgesondert. Zellulose ist das am häufigsten vorkommende organische Polymer auf der Erde, ein Material, das wie Kunststoff aus Molekülen besteht, die zu langen Ketten miteinander verbunden sind. Zellulose besteht aus Baumstämmen und -ästen, Maisstängeln und Baumwollfasern, dem Hauptbestandteil von Papier und Pappe und dem unverdaulichen Stoff in Obst und Gemüse. Beispielsweise beträgt der Zellulosegehalt von Baumwollfasern 90 %, der von Holz 40–50 % und der von getrocknetem Hanf ca. 45 %. Nur wenige lebende Organismen können Cellulose in ihrer nativen Nanostrukturform von Mikrofibrillen synthetisieren und sezernieren.
Nanozellulose
Nanozellulose oder mikrofibrillierte Zellulose (MFC) besteht aus nanoskaligen Zellulosefibrillen mit einem hohen Aspektverhältnis mit typischen seitlichen Abmessungen von 5–20 Nanometern und Längsabmessungen in einem weiten Bereich von 10 Nanometern bis zu mehreren Mikrometern.
Nanocellulose kann auch aus nativen Fasern durch eine saure Hydrolyse gewonnen werden, wodurch hochkristalline und starre Nanopartikel, sogenannte Nanowhisker, entstehen. Es ist sehr hydrophil, pseudoplastisch und weist die Eigenschaft von Gelen oder Flüssigkeiten auf, die unter normalen Bedingungen viskos sind, aber bei Bewegung oder Belastung mit der Zeit weniger viskos werden.
Mit Essig herstellenden Bakterien wurde eine Art feuchte Haut, geschwollenes, gallertartiges und rutschiges Material, bekannt als bakterielle Nanocellulose, hergestellt. Von Bakterien hergestellte Nanocellulose hat Vorteile, darunter die einfache Herstellung und hohe Reinheit
Nanocellulose herstellen
Frühere Forscher sequenzierten die ersten Nanocellulose-Gene aus A. xylinum. Sie beobachteten die Gene, die an der Polymerisation von Nanocellulose und an der Kristallisation beteiligt sind. Kürzlich berichteten Forscher der University of Texas in Austin, dass verschiedene Arten von Blaualgen, bei denen es sich hauptsächlich um photosynthetische Bakterien oder Cyanobakterien handelt, Nanocellulose produzieren können. Eines der größten Probleme mit cyanobakterieller Nanocellulose besteht darin, dass sie in der Natur nicht in großen Mengen hergestellt wird, aber vergrößert werden könnte.
Cyanobakterien stellen ihre eigenen Nährstoffe aus Sonnenlicht und Wasser her und entfernen Kohlendioxid aus der Atmosphäre, während sie produzieren Nanozellulose. Cyanobakterien haben auch das Potenzial, Nanocellulose an ihre Umgebung abzugeben. Forscher haben die Cyanobakterien gentechnisch verändert, um eine Form von Nanocellulose, die langkettige oder polymere Form des Materials, herzustellen und eine vollständigere Form von Nanocellulose zu synthetisieren, eine, bei der es sich um ein Polymer mit kristalliner Architektur handelt.
Forscher glauben, dass die Haupthindernisse für die Kommerzialisierung von Nanocellulose-Kraftstoffen Probleme mit sich bringen, die nicht mit der Wissenschaft verbunden sind. Es kann zum Rohstoff für die nachhaltige Produktion von Biokraftstoffen und vielen anderen Produkten werden.