به‌منظور ساخت ژل‌های شفاف و فیلم‌های نازکی که دارای قابلیت جلوگیری از نفوذ اکسیژن هستند، نانوالیافی با پایه‌ی سلولز ساخته شدند. از جمله ویژگی‌های این نانوالیاف می‌توان به تجزیه‌پذیری، کیفیت، شفافیت نوری، دوام بالا و ضریب انبساط گرمایی پایین اشاره کرد. آنها همچنین توان بالایی برای استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی دارند و در مقابل رطوبت و اکسیزن نفوذناپذیرند.
زیست‌نانومواد برای دنیایی سبز
پروفسور Isago از آزمایشگاه تحقیقاتی کاغذ، سلولز و خمیر کاغذ در گروه علوم مواد زیستی از دانشگاه توکیو، همراه گروه تحقیقاتی خود، از نانوالیافی با پایه‌ی سلولزی به‌منظور ساخت ژل‌های شفاف و فیلم‌های نازک که دارای قابلیت جلوگیری از نفوذ اکسیژن هستند بهره برده‌اند. این نانوالیاف، شفافیت نوری بالا، دوام بالا و ضریب انبساط گرمایی پایینی دارند که موجب بلوری شدن سلولز خالص شده‌اند. گزارش این تحقیق در ۴ دسامبر در مجله‌ی biomacromolcules منتشر شده‌است.
این روش بر اساس اکسیداسیون انتخابی گروه‌های هیدروکسیل موجود در سطح فیبریل‌ها و تولید گروه‌های کربوکسیله با بار منفی استوار است.
این فرایند با اکسیداسیون با واسطه‌ی TEMPO در سلولز خالص انجام گرفته، موجب تجزیه‌ی نسبی آن در آب می‌گردد. در نتیجه، زیست‌نانوفیبرهای بلوری به عرض ۳-۴ نانومتر و کریستالیزاسیونی در حد ۷۵ درصد ایجاد می‌شود.
به همین دلیل چنین زیست‌نانوالیاف توانایی بالایی برای استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی دارند که در عین حال تجزیه‌پذیر و دارای کیفیت بسیار بالایی هستند.
از دیگر کاربردهای چنین موادی، استفاده از آنان در صفحات نمایش انعطاف‌پذیر، و دستگاه‌های الکتریکی(چون ضریب انبساط گرمایی بسیار کمی دارند و شفافیت بالایی دارند) است. به علاوه در تولید الیاف محکم و مواد کامپوزیتی و بهداشتی و پزشکی نیز استفاده می‌شوند.
یکی از مشکلات این گروه تحقیقاتی، کاهش توانایی جلوگیری از ورود اکسیژن در رطوبت است. نفوذپذیری این فیبرها نسبت به اکسیزن در شرایط خشک، بسیار مطلوب است، ولی در رطوبت، این نفوذپذیری افزایش می‌یابد.
Isago می‌گوید:«ما در حال تغییر و بهبود فناوری اکسیداسیونTEMPO هستیم تا نانوالیاف سلولزی هستیم تا آنها را به رطوبت مقاوم کنیم و بتوانیم به آنها سایر ویژگی‌های لازم برای مواد high-tech را بدهیم.»
این طرح به‌وسیله‌ی دولت ژاپن، و صنایع کاغذNIPPON,KAO نیز حمایت می‌شود.
هدف آنها تولید موادی جدید برای بسته‌بندی است که با محیط زیست‌سازگار و تجزیه‌پذیر باشند.
