Biobased Nanocomposites from Layer-by-Layer Assembly of Cellulose Nanowhiskers with Chitosan

Abstract

A new biodegradable nanocomposite was obtained from layer-by-layer (LBL) technique using highly deacetylated chitosan and eucalyptus wood cellulose nanowhiskers (CNWs). Hydrogen bonds and electrostatic interactions between the negatively charged sulfate groups on the whisker surface and the ammonium groups of chitosan were the driving forces for the growth of the multilayered films. The film growth was followed by UV-vis spectroscopy through the maximum value of the absorption band at 194 nm and showed the deposition of 14.7 mg.m(-2) of chitosan polymer in each cycle. Scanning electron microscopy showed high density and homogeneous distribution of CNWs adsorbed on each chitosan layer. Cross-section characterization of the assembled films indicates an average of approximately 7 nm of thickness per bilayer. The results presented in this work indicate that the methodology used can be extended to different biopolymers for the design of new biobased nanocomposites in a wide range of applications such as biomedical and food packaging.

Development of a Biocompatible Layer-by-Layer Film System Using Aptamer Technology for Smart Material Applications

“…However, these were studies on an end product and did not shed light on the manner in which these films were growing with each additional deposition step to yield the resulting film. The growth of the CHI/HA base can be observed by UV-Vis spectrophotometry by monitoring the absorbance of glucosamine and N-acetylglucosamine which absorb between 190-220 nm [17,46,47].…”

“…Indeed, there are many examples of linearly growing films involving synthetic and natural PE including poly(sodium styrene sulfonate) (PSS)/poly(allyamine hydrochloride)(PAH) [16] and chitosan (CHI)/cellulose nanowhiskers [17] films. In these films, each bilayer interacts only with bilayers that directly neighbor it (above or below) with very little inter-penetration and as a result, a distinct layered morphology is seen within the film [15,18].…”

Síntese e caracterização de beads acrílicos preparados por polimerização em suspensão visando aplicação como excipiente farmacêutico para compressão direta

“…57 A Figura 1 mostra a imagem por MET das NWC e permitiu determinar o comprimento e o diâmetro dos nanocristais: 145 ± 25 e 6 ± 1,5 nm, respectivamente.…”

“…Para a maioria dos nanocristais obtidos de fibras vegetais o comprimento é de cerca de 150-300 nm e diâmetro de 4-10 nm. 56,57 As nanofibras de celulose possuem inúmeras vantagens em relação a outros materiais nanoestruturados, como facilidade no processo de obtenção, baixo custo da matéria-prima, características diversificadas em função do substrato natural de origem e obtenção a partir de fontes renováveis. 56,57 O outro agente estabilizante pesquisado foi a MCM-41, uma das peneiras moleculares mais estudadas.…”

“…56,57 As nanofibras de celulose possuem inúmeras vantagens em relação a outros materiais nanoestruturados, como facilidade no processo de obtenção, baixo custo da matéria-prima, características diversificadas em função do substrato natural de origem e obtenção a partir de fontes renováveis. 56,57 O outro agente estabilizante pesquisado foi a MCM-41, uma das peneiras moleculares mais estudadas. As peneiras moleculares constituem uma família de materiais porosos que possuem elevada capacidade de troca iônica e adsorção e permitem a difusão seletiva de moléculas em seu interior.…”