Interfacial Mechanical Behavior of Cellulose Nanocrystals and Chitosan

壳聚糖 纤维素 纳米晶 化学工程 高分子化学 材料科学 高分子科学 化学 纳米技术 有机化学 工程类
作者
Xiangrui Zheng,Y.Y. Li,Shuhan Xu,Haoming Yang,Yao Zhang
出处
期刊:Macromolecules [American Chemical Society]
被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.macromol.4c02323
摘要

Natural nanocomposites based on cellulose and chitosan have attracted much attention as alternatives to petroleum-based plastics. However, much less is understood about the interfacial properties between cellulose nanocrystals (CNCs) and chitosan that are essential for tuning the thermomechanical properties of CNC–chitosan nanocomposites. Here, we systematically investigate the interfacial behavior of CNC–CNC and CNC–chitosan systems by using atomistic molecular dynamics. The introduction of an interface has a significant influence on the structure and molecular mobility of chitosan near the interface, while it has a negligible effect on the CNC–CNC system due to its layered structure in the traverse directions perpendicular to the chain direction. The tension separation simulations demonstrate that in comparison with the CNC–CNC interface, the interfacial adhesive strength and stiffness of the CNC–chitosan interface decease but still maintain relatively high values. The hydrophilic (110) and (010) surfaces of CNC exhibit a better dispersion factor (∼0.7) in the chitosan matrix than the hydrophobic (100) surface. Moreover, the shear responses indicate that the underlayer CNC exhibits a stick–slip behavior at the CNC–CNC interface, while a smooth sliding is observed at the CNC–chitosan interface, leading to a smaller interfacial shear strength. With the insertion of chitosan as an intermediate layer at the CNC–CNC interface, the interfacial shear modulus progressively decreases with the increasing chitosan content for a chitosan thickness smaller than 9 nm, and it has a linear relationship with the reciprocal of molecular mobility of the chitosan layer. Our study provides fundamental insights into the influence of chitosan on the interfacial mechanical properties of CNCs and sheds light on the design of high-performance CNC–chitosan nanocomposites.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
他忽然的人完成签到 ,获得积分10
1秒前
个性雁开完成签到,获得积分10
1秒前
CC完成签到,获得积分10
1秒前
温悦发布了新的文献求助10
2秒前
白白发布了新的文献求助10
2秒前
南辰辰发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
pp发布了新的文献求助10
4秒前
zjq4302完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI5应助蛋子s采纳,获得10
4秒前
4秒前
刘白告发布了新的文献求助10
5秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
5秒前
酷炫翠桃完成签到,获得积分0
5秒前
漠沙雪完成签到 ,获得积分10
7秒前
丽丽完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI5应助默默的怡采纳,获得10
7秒前
8秒前
Ava应助小黑Robot采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
7Hours完成签到,获得积分10
9秒前
玛琳卡迪马完成签到,获得积分10
9秒前
spark完成签到,获得积分10
10秒前
驭剑士发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
冰可乐完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI5应助Calvin采纳,获得10
12秒前
12秒前
JXL发布了新的文献求助10
12秒前
somus1997发布了新的文献求助10
14秒前
kwan完成签到,获得积分10
14秒前
spark发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
传奇3应助lcs采纳,获得10
14秒前
song完成签到,获得积分10
15秒前
壮观的寒松应助wkkkkkkk采纳,获得20
15秒前
15秒前
谦让小玉完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Solid-Liquid Interfaces 600
Aircraft Engine Design, Third Edition 500
Neonatal and Pediatric ECMO Simulation Scenarios 500
苏州地下水中新污染物及其转化产物的非靶向筛查 500
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4747245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4094384
关于积分的说明 12667798
捐赠科研通 3806551
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2101427
邀请新用户注册赠送积分活动 1126782
关于科研通互助平台的介绍 1003379