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Erschienen in: Cellulose 16/2019

24.08.2019 | Original Research

Doubly cross-linked nanocellulose hydrogels with excellent mechanical properties

verfasst von: Haiyu Xu, Yan Liu, Yuanyuan Xie, Enwen Zhu, Zhuqun Shi, Quanling Yang, Chuanxi Xiong

Erschienen in: Cellulose | Ausgabe 16/2019

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Abstract

Hydrogels are mostly used in biomedical sciences such as tissue engineering, drug delivery, and in vitro diagnostics. Nanocellulose hydrogels have multiple advantages because of their biodegradability, non-toxic properties, high water content and inherent biocompatibility. Moreover, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl(TEMPO)-oxidized cellulose nanofibrils (TOCNs) are completely individualized cellulose nanofibrils which have high aspect ratios, high elastic moduli, high strengths, high thermal stability, large surface areas, and large numbers of carboxylate groups on their surfaces. Here, the doubly cross-linked (DC) nanocellulose hydrogels with both ionic and chemical crosslinks were prepared and exhibited more improvement in mechanical properties than singly cross-linked nanocellulose hydrogels. The singly Fe3+ cross-linked nanocellulose hydrogel and chemically cross-linked nanocellulose hydrogel were broken at stresses of 117 kPa (strain = 80%) and 17 kPa (strain = 40%), respectively. The DC nanocellulose hydrogel exceeded a compressive strength of 450 kPa and a compressive strain of 90% without cracking. This greatly expands the application of nanocellulose hydrogels. Additionally, these nanocellulose hydrogels had good optical transparency and high swelling degree to meet the needs of practical applications. These DC nanocellulose hydrogels have great application prospects in the field of biomedical materials.

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Literatur
Zurück zum Zitat Safavi-Mirmahalleh SA, Salami-Kalajahi M, Roghani-Mamaqani H (2019) Effect of surface chemistry and content of nanocrystalline cellulose on removal of methylene blue from wastewater by poly (acrylic acid)/nanocrystalline cellulose nanocomposite hydrogels. Cellulose 26(9):5603–5619. https://doi.org/10.1007/s10570-019-02490-1 CrossRef Safavi-Mirmahalleh SA, Salami-Kalajahi M, Roghani-Mamaqani H (2019) Effect of surface chemistry and content of nanocrystalline cellulose on removal of methylene blue from wastewater by poly (acrylic acid)/nanocrystalline cellulose nanocomposite hydrogels. Cellulose 26(9):5603–5619. https://​doi.​org/​10.​1007/​s10570-019-02490-1 CrossRef
Metadaten
Titel
Doubly cross-linked nanocellulose hydrogels with excellent mechanical properties
verfasst von
Haiyu Xu
Yan Liu
Yuanyuan Xie
Enwen Zhu
Zhuqun Shi
Quanling Yang
Chuanxi Xiong
Publikationsdatum
24.08.2019
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Cellulose / Ausgabe 16/2019
Print ISSN: 0969-0239
Elektronische ISSN: 1572-882X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10570-019-02689-2

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