Skip to main content

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Liquid Crystals of Cellulosics: Fascinating Ordered Structures for the Design of Functional Material Systems

verfasst von : Yoshiyuki Nishio, Junichi Sato, Kazuki Sugimura

Erschienen in: Cellulose Chemistry and Properties: Fibers, Nanocelluloses and Advanced Materials

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

This article surveys progress in both fundamental and applied research related to cellulosic liquid crystals, mainly of chiral nematic order. These liquid crystals are divided into two different classes, namely cellulosic macromolecules and cellulose nanocrystals (CNCs), depending on the mesogenic constituent. We start with a review of the fundamental and chiroptical characteristics of molecular liquid crystals of representative cellulose derivatives and then discuss recent efforts on the design and construction of functional material systems (such as stimuli-sensitive optical media and novel hybrids with minerals). These systems make use of the liquid crystalline molecular assembly of cellulosics. The survey of the other class of cellulosic liquid crystals deals with colloidal suspensions of CNCs obtained by acid hydrolysis of native cellulose fibers. Following the review of fundamental aspects related to the isotropic–anisotropic phase separation behavior of CNC suspensions, attention is directed to current applications of free-standing colored films, polymer composites reinforced with CNCs as mesofiller, and inorganic hybridizations using CNC chiral nematics as template. Some comments and the outlook for future explorations are also offered.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat Guo J-X, Gray DG (1994) In: Gilbert RD (ed) Cellulosic polymers, blends and composites. Carl Hanser, Munich Guo J-X, Gray DG (1994) In: Gilbert RD (ed) Cellulosic polymers, blends and composites. Carl Hanser, Munich
4.
Zurück zum Zitat Gray DG, Harkness BR (1994) In: Shibaev VP, Lam L (eds) Liquid crystalline and mesomorphic polymers. Springer, New York, 298 p Gray DG, Harkness BR (1994) In: Shibaev VP, Lam L (eds) Liquid crystalline and mesomorphic polymers. Springer, New York, 298 p
5.
Zurück zum Zitat Fukuda T, Takada A, Miyamoto T (1994) In: Gilbert RD (ed) Cellulosic polymers, blends and composites. Carl Hanser, Munich Fukuda T, Takada A, Miyamoto T (1994) In: Gilbert RD (ed) Cellulosic polymers, blends and composites. Carl Hanser, Munich
7.
Zurück zum Zitat Zugenmaier P (1994) In: Gilbert RD (ed) Cellulosic polymers, blends and composites. Carl Hanser, Munich Zugenmaier P (1994) In: Gilbert RD (ed) Cellulosic polymers, blends and composites. Carl Hanser, Munich
8.
Zurück zum Zitat Zugenmaier P (1998) In: Demus D, Goodby J, Gray GW, Spiess H-W, Vill V (eds) Handbook of liquid crystals, vol 3. Wiley-VCH, Weinheim Zugenmaier P (1998) In: Demus D, Goodby J, Gray GW, Spiess H-W, Vill V (eds) Handbook of liquid crystals, vol 3. Wiley-VCH, Weinheim
9.
Zurück zum Zitat de Gennes PG (1975) The physics of liquid crystals. Oxford University Press, Oxford de Gennes PG (1975) The physics of liquid crystals. Oxford University Press, Oxford
11.
Zurück zum Zitat Revol J-F, Bradford H, Giasson J, Marchessault RH, Gray DG (1992) Int J Biol Macromol 14:170CrossRef Revol J-F, Bradford H, Giasson J, Marchessault RH, Gray DG (1992) Int J Biol Macromol 14:170CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Klemm D, Kramer F, Moritz S, Lindström T, Ankerfors M, Gray DG, Dorris A (2011) Angew Chem Int Ed 50:5438CrossRef Klemm D, Kramer F, Moritz S, Lindström T, Ankerfors M, Gray DG, Dorris A (2011) Angew Chem Int Ed 50:5438CrossRef
16.
18.
19.
Zurück zum Zitat Kimura F, Kimura T, Tamura M, Hirai A, Ikuno M, Horii F (2005) Langmuir 21:2034CrossRef Kimura F, Kimura T, Tamura M, Hirai A, Ikuno M, Horii F (2005) Langmuir 21:2034CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Swatloski RP, Spear SK, Holbrey JD, Rogers RD (2002) J Am Chem Soc 124:4974CrossRef Swatloski RP, Spear SK, Holbrey JD, Rogers RD (2002) J Am Chem Soc 124:4974CrossRef
24.
30.
Zurück zum Zitat Nishio Y, Chiba R, Miyashita Y, Oshima K, Miyajima T, Kimura N, Suzuki H (2002) Polym J 34:149CrossRef Nishio Y, Chiba R, Miyashita Y, Oshima K, Miyajima T, Kimura N, Suzuki H (2002) Polym J 34:149CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Rwei S-P, Lyu M-S, Wu P-S, Tseng C-H, Huang H-W (2009) Cellulose 16:9CrossRef Rwei S-P, Lyu M-S, Wu P-S, Tseng C-H, Huang H-W (2009) Cellulose 16:9CrossRef
33.
34.
Zurück zum Zitat Hou H, Reuning A, Wendorff JH, Greiner A (2000) Macromol Chem Phys 201:2050CrossRef Hou H, Reuning A, Wendorff JH, Greiner A (2000) Macromol Chem Phys 201:2050CrossRef
41.
Zurück zum Zitat Nada T, Teramoto, Y, Nishio Y (2010) 17th annual meeting of the cellulose society of Japan, Preprints 17:61 Nada T, Teramoto, Y, Nishio Y (2010) 17th annual meeting of the cellulose society of Japan, Preprints 17:61
42.
Zurück zum Zitat Horikiri K, Aoki D, Teramoto, Y, Nishio Y (2014) 21st annual meeting of the cellulose society of Japan, Preprints 21:98 Horikiri K, Aoki D, Teramoto, Y, Nishio Y (2014) 21st annual meeting of the cellulose society of Japan, Preprints 21:98
44.
Zurück zum Zitat Zugenmaier P (1998) In: Dumitriu S (ed) Polysaccharides: structural diversity and functional versatility. Marcel Dekker, New York Zugenmaier P (1998) In: Dumitriu S (ed) Polysaccharides: structural diversity and functional versatility. Marcel Dekker, New York
45.
Zurück zum Zitat Rout DK, Barman SP, Pulapura SK, Gross RA (1994) Macromolecules 27:2945CrossRef Rout DK, Barman SP, Pulapura SK, Gross RA (1994) Macromolecules 27:2945CrossRef
46.
47.
Zurück zum Zitat Asahina D, Matsubara T, Miyashita Y, Nishio Y (2000) Sen’I Gakkaishi 56:435CrossRef Asahina D, Matsubara T, Miyashita Y, Nishio Y (2000) Sen’I Gakkaishi 56:435CrossRef
48.
49.
50.
51.
54.
Zurück zum Zitat Duke RW, Du Pré DB, Hines WA, Samulski ET (1976) J Am Chem Soc 98:3094CrossRef Duke RW, Du Pré DB, Hines WA, Samulski ET (1976) J Am Chem Soc 98:3094CrossRef
56.
57.
Zurück zum Zitat Oyamada K, Terao K, Suwa M, Kitamura S, Sato T (2013) Macromolecules 46:4589CrossRef Oyamada K, Terao K, Suwa M, Kitamura S, Sato T (2013) Macromolecules 46:4589CrossRef
58.
Zurück zum Zitat Terao K, Maeda F, Oyamada K, Ochiai T, Kitamura S, Sato T (2012) J Phys Chem B 116:12714CrossRef Terao K, Maeda F, Oyamada K, Ochiai T, Kitamura S, Sato T (2012) J Phys Chem B 116:12714CrossRef
60.
Zurück zum Zitat Matsuo K, Namatame H, Taniguchi M, Gekko K (2009) Biosci Biotechnol Biochem 73:557CrossRef Matsuo K, Namatame H, Taniguchi M, Gekko K (2009) Biosci Biotechnol Biochem 73:557CrossRef
61.
62.
Zurück zum Zitat Nishio Y, Chiba R (2003) Ekisho 7:218 Nishio Y, Chiba R (2003) Ekisho 7:218
63.
Zurück zum Zitat Chiba R, Nishio Y, Sato Y, Ohtaki M, Miyashita Y (2006) Biomacromolecules 7:3076CrossRef Chiba R, Nishio Y, Sato Y, Ohtaki M, Miyashita Y (2006) Biomacromolecules 7:3076CrossRef
64.
66.
68.
Zurück zum Zitat Arrighi V, Cowie JMG, Vaqueiro P, Prior KA (2002) Macromolecules 35:7354CrossRef Arrighi V, Cowie JMG, Vaqueiro P, Prior KA (2002) Macromolecules 35:7354CrossRef
71.
Zurück zum Zitat Ogiwara T, Teramoto Y, Nishio Y (2013) 62nd annual meeting of the society of polymer science, Japan. Polym Preprints Jpn 62:1049 Ogiwara T, Teramoto Y, Nishio Y (2013) 62nd annual meeting of the society of polymer science, Japan. Polym Preprints Jpn 62:1049
74.
Zurück zum Zitat Nishimura T, Ito T, Yamamoto Y, Yoshio M, Kato T (2008) Angew Chem Int Ed 47:2800CrossRef Nishimura T, Ito T, Yamamoto Y, Yoshio M, Kato T (2008) Angew Chem Int Ed 47:2800CrossRef
76.
Zurück zum Zitat Sato J, Teramoto Y, Nishio Y (2013) 3rd European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE) international polysaccharide conference, Nice, France. Book of abstracts, p 120 Sato J, Teramoto Y, Nishio Y (2013) 3rd European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE) international polysaccharide conference, Nice, France. Book of abstracts, p 120
77.
Zurück zum Zitat Revol J-F, Godbout L, Gray DG (1998) J Pulp Paper Sci 24:146 Revol J-F, Godbout L, Gray DG (1998) J Pulp Paper Sci 24:146
83.
86.
88.
Zurück zum Zitat Leung ACW, Hrapovic S, Lam E, Liu Y, Male K, Mahmoud KA, Luong JHT (2011) Small 7:302CrossRef Leung ACW, Hrapovic S, Lam E, Liu Y, Male K, Mahmoud KA, Luong JHT (2011) Small 7:302CrossRef
92.
94.
95.
96.
97.
Zurück zum Zitat Azizi Samir MAS, Alloin F, Sanchez J-Y, El Kissi N, Dufresne A (2004) Macromolecules 37:1386CrossRef Azizi Samir MAS, Alloin F, Sanchez J-Y, El Kissi N, Dufresne A (2004) Macromolecules 37:1386CrossRef
98.
100.
Zurück zum Zitat Elazzouzi-Hafraoui S, Putaux J-L, Heux L (2009) J Phys Chem B 113:11069CrossRef Elazzouzi-Hafraoui S, Putaux J-L, Heux L (2009) J Phys Chem B 113:11069CrossRef
101.
102.
Zurück zum Zitat Moon RJ, Martini A, Nairn J, Simonsen J, Youngblood J (2011) Chem Soc Rev 40:3941CrossRef Moon RJ, Martini A, Nairn J, Simonsen J, Youngblood J (2011) Chem Soc Rev 40:3941CrossRef
105.
Zurück zum Zitat Goussé C, Chanzy H, Excoffier G, Soubeyrand L, Fleury E (2002) Polymer 43:2645CrossRef Goussé C, Chanzy H, Excoffier G, Soubeyrand L, Fleury E (2002) Polymer 43:2645CrossRef
109.
111.
Zurück zum Zitat Revol J-F, Godbout L, Dong XM, Gray DG, Chanzy H, Maret G (1994) Liq Cryst 16:127CrossRef Revol J-F, Godbout L, Dong XM, Gray DG, Chanzy H, Maret G (1994) Liq Cryst 16:127CrossRef
112.
114.
115.
116.
118.
Zurück zum Zitat Habibi Y, Heim T, Douillard R (2008) J Polym Sci B Polym Phys 46:1430CrossRef Habibi Y, Heim T, Douillard R (2008) J Polym Sci B Polym Phys 46:1430CrossRef
119.
Zurück zum Zitat Favier V, Canova GR, Cavaillé JY, Chanzy H, Dufresne A, Gauthier C (1995) Polym Adv Technol 6:351CrossRef Favier V, Canova GR, Cavaillé JY, Chanzy H, Dufresne A, Gauthier C (1995) Polym Adv Technol 6:351CrossRef
120.
122.
Zurück zum Zitat Nishio Y, Yamane T, Takahashi T (1985) J Polym Sci Polym Phys Ed 23:1043CrossRef Nishio Y, Yamane T, Takahashi T (1985) J Polym Sci Polym Phys Ed 23:1043CrossRef
123.
Zurück zum Zitat Tatsumi M, Kimura F, Kimura T, Teramoto Y, Nishio Y (2014) Biomacromolecules 15:4579CrossRef Tatsumi M, Kimura F, Kimura T, Teramoto Y, Nishio Y (2014) Biomacromolecules 15:4579CrossRef
124.
125.
Zurück zum Zitat Kelly JA, Shukaliak AM, Cheung CCY, Shopsowitz KE, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) Angew Chem Int Ed 52:8912CrossRef Kelly JA, Shukaliak AM, Cheung CCY, Shopsowitz KE, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) Angew Chem Int Ed 52:8912CrossRef
126.
Zurück zum Zitat Cheung CCY, Giese M, Kelly JA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) ACS Macro Lett 2:1016CrossRef Cheung CCY, Giese M, Kelly JA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) ACS Macro Lett 2:1016CrossRef
127.
Zurück zum Zitat Giese M, Khan MK, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) ACS Macro Lett 2:818CrossRef Giese M, Khan MK, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) ACS Macro Lett 2:818CrossRef
128.
Zurück zum Zitat Khan MK, Giese M, Yu M, Kelly JA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) Angew Chem Int Ed 52:8921CrossRef Khan MK, Giese M, Yu M, Kelly JA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) Angew Chem Int Ed 52:8921CrossRef
130.
Zurück zum Zitat Lagerwall JPF, Schütz C, Salajkova M, Noh J, Park JH, Scalia G, Bergström L (2014) NPG Asia Mater 6:e80CrossRef Lagerwall JPF, Schütz C, Salajkova M, Noh J, Park JH, Scalia G, Bergström L (2014) NPG Asia Mater 6:e80CrossRef
131.
132.
133.
134.
Zurück zum Zitat Shopsowitz KE, Kelly JA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2014) Adv Funct Mater 24:327CrossRef Shopsowitz KE, Kelly JA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2014) Adv Funct Mater 24:327CrossRef
135.
Zurück zum Zitat Shopsowitz KE, Stahl A, Hamad WY, MacLachlan MJ (2012) Angew Chem Int Ed 51:6886CrossRef Shopsowitz KE, Stahl A, Hamad WY, MacLachlan MJ (2012) Angew Chem Int Ed 51:6886CrossRef
136.
Zurück zum Zitat Giese M, Witt JCD, Shopsowitz KE, Manning AP, Dong RY, Michal CA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) ACS Appl Mater Interfaces 5:6854CrossRef Giese M, Witt JCD, Shopsowitz KE, Manning AP, Dong RY, Michal CA, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) ACS Appl Mater Interfaces 5:6854CrossRef
137.
Zurück zum Zitat Mehr SHM, Giese M, Qi H, Shopsowitz KE, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) Langmuir 29:12579CrossRef Mehr SHM, Giese M, Qi H, Shopsowitz KE, Hamad WY, MacLachlan MJ (2013) Langmuir 29:12579CrossRef
138.
Zurück zum Zitat Shopsowitz KE, Hamad WY, MacLachlan MJ (2011) Angew Chem Int Ed 50:10991CrossRef Shopsowitz KE, Hamad WY, MacLachlan MJ (2011) Angew Chem Int Ed 50:10991CrossRef
139.
140.
Zurück zum Zitat Boltoeva MY, Dozov I, Davidson P, Antonova K, Cardoso L, Alonso B, Belamie E (2013) Langmuir 29:8208CrossRef Boltoeva MY, Dozov I, Davidson P, Antonova K, Cardoso L, Alonso B, Belamie E (2013) Langmuir 29:8208CrossRef
141.
Metadaten
Titel
Liquid Crystals of Cellulosics: Fascinating Ordered Structures for the Design of Functional Material Systems
verfasst von
Yoshiyuki Nishio
Junichi Sato
Kazuki Sugimura
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/12_2015_308

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.