셀룰로오스

Cellulose
셀룰로오스[1]
Cellulose, a linear polymer of D-glucose units (two are shown) linked by β(1→4)-glycosidic bonds
Three-dimensional structure of cellulose
식별자
첸블
켐스파이더
  • 없음.
ECHA 정보 카드 100.029.692 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 232-674-9
E번호 E460 (얇은 두께 등)
케그
유니
특성.
(C
6
H
10
O
5
)
n
몰 질량 포도당 단위당 162.1406 g/g
외모 백색 분말
밀도 1.5 g/cm3
녹는점 260~270°C, 500~518°F, 533~543K 분해[2]
없음.
열화학
- 963,000 kJ/mol[clarification needed]
- 2828,000 kJ/mol[clarification needed]
위험 요소
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
1
1
0
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
TWA 15mg/m3 (총) TWA 5mg/m3 (resp)[2]
REL(권장)
TWA 10mg/m3 (총) TWA 5mg/m3 (resp)[2]
IDLH(즉시 위험)
N.D.[2]
관련 화합물
관련 화합물
탄수화물
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

셀룰로오스(CHO)
n
6
10
5 수백
에서 수천개의 D-포도당 [3][4]단위의 선형사슬로 이루어진 다당류이다.
셀룰로오스는 녹색 식물, 다양한 형태의 조류와 균류1차 세포벽의 중요한 구조적 구성요소이다.어떤 종류의 박테리아는 생체막을 [5]형성하기 위해 그것을 분비한다.셀룰로오스는 [6]지구상에서 가장 풍부한 유기 폴리머입니다.면섬유의 셀룰로오스 함량은 90%, 목재의 셀룰로오스 함량은 40~50%, 건조 마의 셀룰로오스 함량은 약 57%[7][8][9]이다.

셀룰로오스는 주로 판지와 종이만드는데 사용된다.소량은 셀로판이나 레이온과 같은 다양한 파생상품으로 변환됩니다.에너지 작물에서 셀룰로오스 에탄올과 같은 바이오 연료로의 셀룰로오스 전환은 재생 가능한 연료원으로 개발 중이다.공업용 셀룰로오스는 주로 목질펄프[6]목화에서 얻을 수 있다.

몇몇 동물들, 특히 반추동물과 흰개미는, 트리코옴파 같은 내장 속에 사는 공생 미생물의 도움으로 셀룰로오스를 소화시킬 수 있습니다.인간의 영양학에서 셀룰로오스는 불용성 식이섬유의 비소화성 성분으로 대변친수성 팽창제 역할을 하며 잠재적으로 배변을 돕는다.

역사

셀룰로오스는 1838년 프랑스 화학자 앙셀메 파옌에 의해 발견되었는데, 그는 셀룰로오스를 식물성 물질로부터 분리하여 그 [3][10][11]화학식을 알아냈다.셀룰로오스는 1870년 Hyatt Manufacturing Company에 의해 최초의 성공적인 열가소성 폴리머인 셀룰로이드를 생산하는 데 사용되었습니다.셀룰로오스로부터 레이온 (인공 실크)의 생산은 1890년대에 시작되었고 셀로판은 1912년에 발명되었다.헤르만 슈타우딩거는 1920년에 셀룰로오스의 고분자 구조를 알아냈다.이 화합물은 1992년 고바야시와 [12]쇼다에 의해 최초로 화학적으로 합성되었다.

식물 세포벽에 셀룰로오스 및 기타 다당류 배열.

구조 및 속성

현미경 아래 셀룰로오스.

셀룰로오스는 맛이 없고, 냄새가 없으며, 접촉각이 20~[13]30도인 친수성이고, 물과 대부분의 유기 용제에 용해되지 않으며, 키랄성이며, 생분해성이 있습니다.다우엔하우어 외 연구진(2016)[14]이 실시한 펄스 테스트에서 467°C에서 녹는 것으로 나타났다.고온에서 [15]농축 미네랄산으로 처리함으로써 글루코스로 화학적으로 분해될 수 있습니다.

셀룰로오스는 D-포도당 단위에서 유래하며, D-포도당은 β(1→4)-포도당 결합을 통해 응축된다.이 연결 모티브는 녹말과 글리코겐에 존재하는 α(1→4)-포도산 결합의 모티브와 대비된다.셀룰로오스는 직쇄 폴리머입니다.녹말과는 달리, 코일링이나 분지는 발생하지 않으며, 분자는 포도당 잔류물의 적도 배열을 이용하여 연장되고 다소 단단한 막대 모양의 배열을 채택한다.하나의 사슬에서 포도당의 여러 하이드록실기는 같은 사슬 또는 이웃 사슬에서 산소 원자와 수소 결합을 형성하며, 사슬을 나란히 단단히 고정시키고 높은 인장 강도의 미세 섬유를 형성합니다.이것은 셀룰로오스 미세섬유가 다당류 매트릭스에 맞물려 있는 세포벽에 인장 강도를 부여합니다.식물 줄기와 나무 나무의 높은 인장 강도 또한 리그닌 매트릭스에 밀접하게 분포된 셀룰로오스 섬유의 배열에서 발생한다.강한 구조적 내성을 담당하는 목재 매트릭스에서 셀룰로오스 섬유의 기계적 역할은 콘크리트 철근의 역할과 다소 비교될 수 있으며, 리그닌은 셀룰로오스 섬유 사이의 "접착제" 역할을 하는 경화 시멘트 페이스트의 역할을 한다.1차 식물 세포벽에서 셀룰로오스의 기계적 특성은 식물 [16]세포의 성장과 팽창과 관련이 있다.살아있는 형광 현미경 기술은 식물 [17]세포에서 셀룰로오스의 역할을 연구하는데 유망하다.

포도당 가닥 사이의 수소 결합(시안 라인)을 나타내는 셀룰로오스 3가닥
섬유는 셀룰로오스의 가장 순수한 천연 형태를 나타내며, 이 다당류의 90% 이상을 포함합니다.

녹말과 비교했을 때 셀룰로오스 또한 훨씬 더 결정적이다.녹말은 물에서 60-70°C 이상으로 가열될 때 결정에서 비정질 전환을 거치는 반면,[18] 셀룰로오스는 물에서 비정질화되기 위해 320°C의 온도와 25MPa의 압력이 필요합니다.

셀룰로오스에는 여러 종류가 알려져 있다.이러한 형태는 가닥 사이의 수소 결합 위치와 그 안에 있는 수소 결합 위치에 따라 구별됩니다.천연 셀룰로오스는 셀룰로오스 I이며 구조α I과β I를 가지고 있습니다.박테리아와 조류에 의해 생성된 셀룰로오스는 I에α 풍부하게 포함되어 있는 반면 고등 식물의 셀룰로오스는 주로 I로 구성되어β 있습니다.재생 셀룰로오스 섬유 중의 셀룰로오스는 셀룰로오스 II이다.셀룰로오스 I의 셀룰로오스 II로의 변환은 되돌릴 수 없으며, 셀룰로오스 I은 전이 가능하고 셀룰로오스 II는 안정적이라는 것을 나타냅니다.다양한 화학적 처리를 통해 셀룰로오스 III 및 셀룰로오스 [19]IV 구조를 생성할 수 있습니다.

셀룰로오스의 많은 특성은 사슬 길이 또는 중합 정도, 즉 하나의 고분자 분자를 구성하는 포도당 단위의 수에 의존합니다.목재 펄프의 셀룰로오스는 일반적으로 300에서 1700 단위 사이의 체인 길이를 가지며, 면화 및 기타 식물 섬유 및 박테리아 셀룰로오스는 800에서 10,000 [6]단위까지의 체인 길이를 가집니다.셀룰로오스의 분해로 인한 사슬 길이가 매우 작은 분자는 셀로덱스트린으로 알려져 있다. 긴 사슬 셀룰로오스와 대조적으로 셀로덱스트린은 일반적으로 물과 유기 용제에 용해된다.

셀룰로오스의 화학식은 (CHO6105)n입니다.여기서 n은 중합 정도이며 포도당 그룹의 [20]수를 나타냅니다.

식물 유래 셀룰로오스는 보통 헤미셀룰로오스, 리그닌, 펙틴 및 기타 물질과 혼합되어 있는 반면 세균 셀룰로오스는 상당히 순수하고, 훨씬 높은 수분 함량과 높은 체인 [6]: 3384 길이 때문에 높은 인장 강도를 가지고 있습니다.

셀룰로오스는 결정성비정질 영역을 가진 섬유소로 구성됩니다.이러한 셀룰로오스 섬유는 처리 [21]강도에 따라 일반적으로 200nm에서 1μm 길이의 반연성 셀룰로오스 나노섬유를 생성하는 셀룰로오스 펄프를 기계적으로 처리함으로써 개별화할 수 있다.셀룰로오스 펄프를 강산으로 처리하여 비정질 섬유영역을 가수분해함으로써 길이가 [22]100nm인 짧은 강성 셀룰로오스 나노크리스탈을 생성해도 된다.나노셀룰로스콜레스테르성 [23]액정으로의 자가조립, 하이드로겔 또는 [24]에어로겔의 생산, 열 및 기계적 [25]특성이 뛰어난 나노콤포지트에서의 사용, [26]유화용 피커링 안정제로 사용되기 때문에 기술적 관심이 높다.

처리.

생합성

식물에서 셀룰로오스는 로제트 말단복합체(RTCs)에 의해 플라즈마막에서 합성된다.RTC는 직경 약 25nm육중미 단백질 구조로 개별 셀룰로오스 [27]사슬을 합성하는 셀룰로오스 합성효소 효소를 포함합니다.각 RTC는 세포의 플라즈마 막에 떠서 세포벽에 마이크로 파이브릴을 "스핀"합니다.

RTC는 알려지지 않은 [28]화학측정학에서 CesA(Ces는 "셀룰로오스 합성효소"의 줄임말) 유전자에 의해 코드된 적어도 3개의 다른 셀룰로오스 합성효소를 포함한다.CesA 유전자 세트는 1차 및 2차 세포벽 생합성에 관여한다.식물 CesA 슈퍼패밀리에는 약 7개의 아과가 있는 것으로 알려져 있으며, 그 중 일부는 더 신비롭고 가칭된 Csl(셀룰로오스 합성효소 유사) 효소를 포함한다.이러한 셀룰로오스 합성물은 UDP-포도당을 사용하여 β(1→4) 결합 [29]셀룰로오스를 형성한다.

박테리아 셀룰로오스는 같은 단백질 패밀리를 사용하여 생산되지만, 그 유전자는 많은 [30]경우 "박테리아 셀룰로오스 합성효소"의 경우 BcsA 또는 "셀룰로오스"의 경우 CelA라고 불립니다.사실, 식물들은 [31]엽록체를 생성하는 내심증 사건으로부터 CesA를 획득했습니다.알려진 모든 셀룰로오스 합성효소는 글루코실전달효소 패밀리 2(GT2)[30]에 속한다.

셀룰로오스 합성은 사슬의 시작과 연장을 필요로 하며, 두 과정은 별개이다.셀룰로오스 합성효소(CesA)는 스테로이드 프라이머, 시트스테롤 베타글루코사이드 및 UDP-글루코스를 사용하여 셀룰로오스 중합을 개시한다.그런 다음 UDP-D-포도당 전구체를 이용하여 성장하는 셀룰로오스 사슬을 연장시킨다.셀룰라아제는 프라이머를 성숙한 [32]사슬에서 분리하는 기능을 할 수 있다.

셀룰로오스는 또한 튜니케이트 동물에 의해 합성되는데, 특히 아시디안(역사적으로 셀룰로오스를 "튜니신"[33]이라고 불렀다)의 테스트에서 그러하다.

분석(셀룰 분해)

셀룰로오스 분해는 셀로덱스트린이라고 불리는 더 작은 다당류 또는 포도당 단위로 셀룰로오스를 완전히 분해하는 과정이다. 이것은 가수 분해 반응이다.셀룰로오스 분자는 서로 강하게 결합하기 때문에 셀룰로오스 분해는 다른 [34]다당류의 분해에 비해 상대적으로 어렵다.그러나 이 과정은 적절한 용제, 예를 들어 이온 [35]액체에서 현저하게 강화될 수 있다.

대부분의 포유류는 셀룰로오스 같은 식이섬유를 소화시키는 능력이 제한적이다.소와 양과 같은 반추동물반추동물의 식물에 특정공생 혐기성 박테리아를 포함하고 있고, 이러한 박테리아는 셀룰로오스를 가수 분해하는 셀룰라아제라고 불리는 효소를 생산합니다.분해된 제품들은 박테리아에 [36]의해 증식을 위해 사용된다.박테리아 덩어리는 나중에 반추동물에 의해 소화된다.말들그들[37]뒷부분을 발효시켜 그들의 식단에 셀룰로오스를 사용한다.어떤 흰개미들은 그러한 효소를 생성하는 편모 원생동물뒷부분에 포함하고 있는 반면, 다른 흰개미들은 박테리아를 포함하거나 셀룰라아제를 [38]생성할 수 있다.

셀룰로오스 내 글리코시드 결합을 분해하는 데 사용되는 효소는 내작용 셀룰라아제 및 외작용 글루코시드가수분해효소를 포함한 글리코시드 가수분해효소이다.이러한 효소는 보통 도케린탄수화물 결합 [39]모듈을 포함할 수 있는 다효소 복합체의 일부로 분비된다.

분석(열분해)

350°C 이상의 온도에서 셀룰로오스는 열분해('열분해'라고도 함)되어 고체 성분, 증기, 에어로졸[40]이산화탄소와 같은 기체로 분해됩니다.바이오 오일이라고 불리는 액체로 응축되는 증기의 최대 수율은 500 [41]°C에서 얻을 수 있습니다.

반결정 셀룰로오스 중합체는 열분해 온도(350–600°C)에서 몇 초 안에 반응한다. 이러한 변환은 액체에서 액체로 증기로의 전환을 통해 발생하는 것으로 나타났으며, 액체(중간 액체 셀룰로오스 또는 용융 셀룰로오스라고 함)는 불과 [42]1초 동안만 존재한다.글리코시드 결합분할은 용융물로 이루어진 2~7개의 단량체로 이루어진 짧은 셀룰로오스 사슬을 생성한다.중간 액체 셀룰로오스의 증기 기포는 [43]용융에서 파생된 짧은 사슬 무지수 올리고머로 구성된 에어로졸을 생성합니다.

용융 셀룰로오스의 지속적인 분해는 1차 [44]반응을 통해 레보글루코산, 프랑, 피란, 경산소 및 가스를 포함한 휘발성 화합물을 생성한다.두꺼운 셀룰로오스 샘플 내에서 레보글루코산과 같은 휘발성 화합물은 피란과 같은 휘발성 제품 및 글리콜알데히드[45]같은 경산소산염에 대해 '2차 반응'을 일으킨다.

헤미셀룰로오스

헤미셀룰로스육지 식물 바이오매스의 약 20%를 차지하는 셀룰로오스와 관련된 다당류이다.셀룰로오스와는 대조적으로 헤미셀룰로스는 포도당, 특히 자일로스 외에 만노스, 갈락토스, 람노스아라비노스를 포함한 여러 당류로부터 유도된다.헤미셀로스는 500~3000개의 설탕 [46]단위로 더 짧은 사슬들로 구성되어 있습니다.또, 셀룰로오스는 분지화되어 있는 반면, 셀룰로오스는 분지되어 있지 않다.

재생 셀룰로오스

셀룰로오스는 여러 종류의 미디어에 용해되며, 그 중 몇 가지는 상업 기술의 기초가 됩니다.이러한 용해 과정은 가역적이며 용해 펄프에서 재생 셀룰로스(예: 비스코스셀로판)를 생산하는 데 사용됩니다.

가장 중요한 가용화제는 알칼리 존재 하에서 이황화탄소이다.다른 약제로는 디메틸아세트아미드슈와이저 시약, N-메틸모르폴린 N-옥사이드염화리튬이 있다.일반적으로 이러한 약제는 셀룰로오스를 변형시켜 용해시킵니다.그런 다음 [47]섬유의 형성과 함께 약제를 제거한다.셀룰로오스는 또한 많은 종류의 이온성 [48]액체에 용해된다.

재생 셀룰로오스의 역사는 1855년에 [49]재생 니트로셀룰로오스 섬유를 처음 제조한 조지 오드마스가 시작했다고 종종 언급됩니다.이 섬유들은 부드럽고 튼튼하지만, 인화성이 매우 높다는 단점이 있었다.Hilaire de Chardonnet은 니트로셀룰로오스 섬유의 생산을 완성했지만, 그의 공정에 의한 이러한 섬유의 제조는 상대적으로 [49]비경제적이었다.1890년, L.H. Despeissis는 셀룰로오스를 가용화하기 위해 구리암모늄 용액을 사용하는 구리암모늄 공정을 발명했는데, 이 방법은 오늘날에도 여전히 인조 [50]견사를 생산하는 데 사용되고 있습니다.1891년, 알칼리와 이황화탄소로 셀룰로오스를 처리하면 비스코스[49]알려진 가용성 셀룰로오스 유도체가 생성된다는 것이 발견되었다.Viscose Development Company의 설립자가 특허를 취득한 이 공정은 재생 셀룰로오스 제품을 제조하는 데 가장 널리 사용되는 방법입니다.Courtaulds는 1904년에 이 공정의 특허를 구입하여 점착성 섬유 생산을 [51]크게 증가시켰습니다.1931년에는 비스코스 프로세스의 특허가 만료되어 전 세계적으로 채택되었습니다.재생 셀룰로오스 섬유의 세계 생산량은 1973년에 385만 6천 [49]톤으로 최고조에 달했다.

재생 셀룰로오스는 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있습니다.재생 셀룰로오스의 첫 번째 응용은 의류 섬유였지만, 이러한 종류의 재료는 일회용 의료 기기의 생산과 인공막 [51]제작에도 사용됩니다.

셀룰로오스 에스테르 및 에테르

셀룰로오스의 수산기(-OH)는 다양한 시약과 부분적으로 또는 완전히 반응하여 셀룰로오스 에스테르 및 셀룰로오스 에테르(-OR)와 같은 유용한 특성을 가진 유도체를 제공할 수 있습니다.원칙적으로, 현재의 산업 관행에서는 항상 그렇지는 않지만 셀룰로오스계 중합체는 재생 가능한 자원이다.

에스테르 파생상품은 다음과 같습니다.

셀룰로오스 에스테르 시약 시약 그룹 R
유기 에스테르 유기산 셀룰로오스 아세테이트 아세트산무수 아세트산 H 또는 -(C=O)CH3
셀룰로오스 트리아세테이트 아세트산 및 무수 아세트산 -(C=O)CH3
셀룰로오스 프로피온산염 프로피온산 H 또는 -(C=O) CHCH23
셀룰로오스 아세테이트 프로피온산염(CAP) 아세트산 및 프로판산 H 또는 -(C=O)CH3 또는 -(C=O)CH23
셀룰로오스 아세트산낙산염(CAB) 아세트산 및 낙산 H 또는 -(C=O)CH3 또는 -(C=O)CHCH223
무기 에스테르 무기산 니트로셀룰로오스(질산셀룰로오스) 질산 또는 다른 강력한 질화제 H 또는 -NO2
셀룰로오스 황산염 황산 또는 다른 강력한 황화제 H 또는 -SOH3

셀룰로오스 아세테이트 및 셀룰로오스 트리아세테이트는 다양한 용도를 가진 필름 형성 및 섬유 형성 재료입니다.니트로셀룰로오스는 초기에 폭발물로 사용되었으며 초기 성막 재료였다.장뇌와 함께 니트로셀룰로오스는 셀룰로이드를 만든다.

Ether 파생상품은 다음과 같습니다.

셀룰로오스 에테르 시약 시약 그룹 R = H 또는 수용성 어플 E번호
알킬 할로게노알칸스 메틸셀룰로오스 클로로메탄 −CH3 냉수용성 E461
에틸셀룰로오스 클로로에탄 - CHH23 물에 녹지 않다 코팅, 잉크, 바인더 및 방출 제어 약제 태블릿에 사용되는 상용 열가소성 물질 E462
에틸메틸셀룰로오스 클로로메탄 및 클로로에탄 -CH3 또는 -CHH23 E465
히드록시알킬 에폭시드 히드록시에틸셀룰로오스 산화 에틸렌 - CHHOH22 냉/온수 수용성 겔화 및 증점제
히드록시프로필셀룰로오스(HPC) 프로필렌옥사이드 - CHH2(OH)CH3 냉수용성 E463
히드록시에틸메틸셀룰로오스 클로로메탄 및 산화 에틸렌 -CH3 또는 -CHOH22 냉수용성 셀룰로오스 필름 제조
히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 클로로메탄 및 프로필렌옥사이드 -CH3 또는 -CH2(OH)CH3 냉수용성 점도개질제, 겔화, 발포제 및 결합제 E464
에틸히드록시에틸셀룰로오스 클로로에탄 및 산화 에틸렌 - CHH23 또는 - CHHOH22 E467
카르복시알킬 할로겐화 카르본산 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 클로로아세트산 - CHOOH2 냉/온수 수용성 나트륨 소금으로 자주 사용되는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(NaCMC) E466

카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨은 가교되어 약제제에서 분해제로 사용할 크로스카르멜로스 나트륨(E468)을 제공할 수 있습니다.

상용 어플리케이션

셀룰로오스 분자 내 및 셀룰로오스 분자 간의 수소 결합(파쇄)을 나타내는 셀룰로오스 가닥(형태α I).

공업용 셀룰로오스는 주로 목질펄프[6]목화에서 얻는다.

  • 종이 제품:셀룰로오스는 종이, 판지, 카드 스톡의 주요 성분입니다.전기절연지: 셀룰로오스는 변압기, 케이블 및 기타 [52]전기기기의 절연재로 다양한 형태로 사용됩니다.
  • 섬유: 셀룰로오스는 직물의 주요 성분입니다.면과 합성(나일론)은 각각 부피 기준으로 약 40%의 시장을 점유하고 있다.기타 식물 섬유(주트, 사이잘, 마)는 시장의 약 20%를 차지한다.레이온, 셀로판 및 기타 "재생 셀룰로오스 섬유"는 소량(5%)이다.
  • 소모품:미결정 셀룰로오스(E460i) 및 분말 셀룰로오스(E460i)를 약제정[53]불활성 필러로 사용하고, 광범위한 가용성 셀룰로오스 유도체(E번호 E461~E469)를 가공식품 중 유화제, 증점제 및 안정제로 사용한다.예를 들어, 셀룰로오스 분말은 포장 내부에서 굳는 것을 방지하기 위해 가공 치즈에 사용된다.셀룰로오스는 일부 식품에서 자연적으로 발생하며 제조된 식품의 첨가물로서, 질감과 부피에 사용되는 소화하기 어려운 성분을 제공하며 잠재적으로 [54]배변을 돕는다.
  • 건축 자재:물에 셀룰로오스를 하이드록실 결합하면 플라스틱 및 수지 사용의 대안으로 분무 및 성형 가능한 재료가 생성됩니다.재활용 가능한 재료는 방수 및 내화성이 있습니다.건축자재로 [55]사용하기에 충분한 강도를 제공합니다.재활용지로 만든 셀룰로오스 단열재는 건물 단열재로 친환경 재료로 각광받고 있다.난연제로 붕산을 사용할 수 있습니다.
  • 기타:셀룰로오스는 얇은 투명 필름인 셀로판으로 바뀔 수 있다.그것은 1930년대 중반까지 사진이나 영화 필름에 사용되었던 셀룰로이드의 기본 재료이다.셀룰로오스는 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스 의 수용성 접착제 바인더를 만드는 데 사용되며 벽지 페이스트에 사용된다.셀룰로오스는 친수성, 고흡수성 스펀지를 만드는데 더욱 사용된다.셀룰로오스는 무연 화약에 사용되는 니트로셀룰로오스(질산 셀룰로오스) 제조의 원료입니다.
  • 의약품: 마이크로 크리스털 셀룰로오스(MCC)와 같은 셀룰로오스 유도체는 수분을 유지하고 안정제증점제가 되며 약제 [56]강화에 도움이 되는 장점이 있습니다.

포부

에너지 작물:

비식품 에너지 작물의 주요 가연성 성분은 셀룰로오스이고 리그닌은 두 번째입니다.비식량 에너지 작물은 식용 에너지 작물보다 더 많은 사용 가능한 에너지를 생산하지만, 여전히 농경지와 [57]수자원에 대한 식량 작물과 경쟁합니다.대표적인 비식품 에너지 작물에는 산업용 마, 스위치그래스, 미스칸투스, 살릭스(버들) 및 포플러(포플러) 종이 포함된다.얼룩말 똥에서 발견되는 클로스트리듐 박테리아 변종은 거의 모든 형태의 셀룰로오스를 부탄올 [58][59][60][61]연료로 바꿀 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Nishiyama, Yoshiharu; Langan, Paul; Chanzy, Henri (2002). "Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchrotron X-ray and Neutron Fiber Diffraction". J. Am. Chem. Soc. 124 (31): 9074–9082. doi:10.1021/ja0257319. PMID 12149011.
  2. ^ a b c d NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0110". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  3. ^ a b Crawford, R. L. (1981). Lignin biodegradation and transformation. New York: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-05743-7.
  4. ^ Updegraff D. M. (1969). "Semimicro determination of cellulose in biological materials". Analytical Biochemistry. 32 (3): 420–424. doi:10.1016/S0003-2697(69)80009-6. PMID 5361396.
  5. ^ Romeo, Tony (2008). Bacterial biofilms. Berlin: Springer. pp. 258–263. ISBN 978-3-540-75418-3.
  6. ^ a b c d e Klemm, Dieter; Heublein, Brigitte; Fink, Hans-Peter; Bohn, Andreas (2005). "Cellulose: Fascinating Biopolymer and Sustainable Raw Material". Angew. Chem. Int. Ed. 44 (22): 3358–3393. doi:10.1002/anie.200460587. PMID 15861454.
  7. ^ 셀룰로오스.(2008).브리태니커 백과사전에서요2008년 1월 11일 브리태니커 백과에서 취득.
  8. ^ 목재의 화학적 조성물.2018-10-13년 Wayback Machine에 보관.ipst.gatech.edu 를 참조해 주세요.
  9. ^ Piotrowski, Stephan and Carus, Michael (2011년 5월)생물기계 공정에서 사용되는 리그노셀룰로오스 틈새 작물의 다중 기준 평가.독일 휴르트, nova-Institut GmbH
  10. ^ Payen, A. (1838) "Mémoire sur la composition du tissu propre des plantes et du ligneux"(식물 및 목질[물질] 조직 구성에 관한 메모), Comptesrendus, vol. 7, 페이지 1052–1056.Payen은 1838년 12월 24일(Comptesrendus, vol. 8, 페이지 169(1839) 참조)과 1839년 2월 4일(Comptesrendus, vol. 9, 페이지 149(1839) 참조)에 본 문서에 부록을 추가했다.프랑스 과학 아카데미의 위원회는 장 밥티스트 뒤마 (1839) "Relopt sur un mémoire de M"에서 파옌의 연구 결과를 검토했다.Payen, relativeif à la composition de la la matiére ligneuse" (목질 물질의 구성에 관한 Payen씨의 회고록에 대한 보고서), Comptesrendus, vol. 8, 페이지 51-53.이 보고서에서는 셀룰로오스라는 단어가 만들어졌으며 저자는 셀룰로오스의 경험적 공식과 덱스트린(녹말)의 유사성을 지적한다.위의 기사는 Brongniart와 Guillemin, ed., Anales des sciences natelles..., 2시리즈, vol. 11 (프랑스 파리:Crochard et Cie., 1839), 페이지 21-31.
  11. ^ Young, Raymond (1986). Cellulose structure modification and hydrolysis. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-82761-0.
  12. ^ Kobayashi, Shiro; Kashiwa, Keita; Shimada, Junji; Kawasaki, Tatsuya; Shoda, Shin-ichiro (1992). "Enzymatic polymerization: The first in vitro synthesis of cellulose via nonbiosynthetic path catalyzed by cellulase". Makromolekulare Chemie. Macromolecular Symposia. 54–55 (1): 509–518. doi:10.1002/masy.19920540138.
  13. ^ Bishop, Charles A., ed. (2007). Vacuum deposition onto webs, films, and foils. p. 165. ISBN 978-0-8155-1535-7.
  14. ^ Dauenhauer, Paul; Krumm, Christoph; Pfaendtner, Jim (2016). "Millisecond Pulsed Films Unify the Mechanisms of Cellulose Fragmentation". Chemistry of Materials. 28 (1): 0001. doi:10.1021/acs.chemmater.6b00580. OSTI 1865816.
  15. ^ Wymer, Charles E. (1994). "Ethanol from lignocellulosic biomass: Technology, economics, and opportunities". Bioresource Technology. 50 (1): 5. doi:10.1016/0960-8524(94)90214-3.
  16. ^ Bidhendi, Amir J; Geitmann, Anja (January 2016). "Relating the mechanical properties of the primary plant cell wall" (PDF). Journal of Experimental Botany. 67 (2): 449–461. doi:10.1093/jxb/erv535. PMID 26689854.
  17. ^ Bidhendi, AJ; Chebli, Y; Geitmann, A (May 2020). "Fluorescence Visualization of Cellulose and Pectin in the Primary Plant Cell Wall". Journal of Microscopy. 278 (3): 164–181. doi:10.1111/jmi.12895. PMID 32270489. S2CID 215619998.
  18. ^ Deguchi, Shigeru; Tsujii, Kaoru; Horikoshi, Koki (2006). "Cooking cellulose in hot and compressed water". Chemical Communications (31): 3293–5. doi:10.1039/b605812d. PMID 16883414.
  19. ^ 셀룰로오스구조와 형태학 2009년 4월 26일, Serge Pérez와 William Macie, CERMAV-CNRS, 2001년.제4장
  20. ^ Chen, Hongzhang (2014). "Chemical Composition and Structure of Natural Lignocellulose". Biotechnology of Lignocellulose: Theory and Practice (PDF). Dordrecht: Springer. pp. 25–71. ISBN 9789400768970.
  21. ^ Saito, Tsuguyuki; Kimura, Satoshi; Nishiyama, Yoshiharu; Isogai, Akira (August 2007). "Cellulose Nanofibers Prepared by TEMPO-Mediated Oxidation of Native Cellulose". Biomacromolecules. 8 (8): 2485–2491. doi:10.1021/bm0703970. PMID 17630692.
  22. ^ Peng, B. L., Dhar, N., Liu, H. L. and Tam, K. C. (2011). "Chemistry and applications of nanocrystalline cellulose and its derivatives: A nanotechnology perspective" (PDF). The Canadian Journal of Chemical Engineering. 89 (5): 1191–1206. doi:10.1002/cjce.20554. Archived from the original (PDF) on 2016-10-24. Retrieved 2012-08-28.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  23. ^ Revol, J.-F.; Bradford, H.; Giasson, J.; Marchessault, R.H.; Gray, D.G. (June 1992). "Helicoidal self-ordering of cellulose microfibrils in aqueous suspension". International Journal of Biological Macromolecules. 14 (3): 170–172. doi:10.1016/S0141-8130(05)80008-X. PMID 1390450.
  24. ^ De France, Kevin J.; Hoare, Todd; Cranston, Emily D. (26 April 2017). "Review of Hydrogels and Aerogels Containing Nanocellulose". Chemistry of Materials. 29 (11): 4609–4631. doi:10.1021/acs.chemmater.7b00531.
  25. ^ Pranger, L.; Tannenbaum, R. (2008). "Biobased Nanocomposites Prepared by in Situ Polymerization of Furfuryl Alcohol with Cellulose Whiskers or Montmorillonite Clay". Macromolecules. 41 (22): 8682–8687. Bibcode:2008MaMol..41.8682P. doi:10.1021/ma8020213.
  26. ^ Kalashnikova, Irina; Bizot, Hervé; Cathala, Bernard; Capron, Isabelle (21 June 2011). "New Pickering Emulsions Stabilized by Bacterial Cellulose Nanocrystals". Langmuir. 27 (12): 7471–7479. doi:10.1021/la200971f. PMID 21604688.
  27. ^ Kimura, S; Laosinchai, W; Itoh, T; Cui, X; Linder, CR; Brown Jr, RM (1999). "Immunogold labeling of rosette terminal cellulose-synthesizing complexes in the vascular plant vigna angularis". The Plant Cell. 11 (11): 2075–86. doi:10.2307/3871010. JSTOR 3871010. PMC 144118. PMID 10559435.
  28. ^ Taylor, N. G. (2003). "Interactions among three distinct CesA proteins essential for cellulose synthesis". Proceedings of the National Academy of Sciences. 100 (3): 1450–1455. Bibcode:2003PNAS..100.1450T. doi:10.1073/pnas.0337628100. PMC 298793. PMID 12538856.
  29. ^ Richmond, Todd A; Somerville, Chris R (October 2000). "The Cellulose Synthase Superfamily". Plant Physiology. 124 (2): 495–498. doi:10.1104/pp.124.2.495. PMC 1539280. PMID 11027699.
  30. ^ a b Omadjela, O; Narahari, A; Strumillo, J; Mélida, H; Mazur, O; Bulone, V; Zimmer, J (29 October 2013). "BcsA and BcsB form the catalytically active core of bacterial cellulose synthase sufficient for in vitro cellulose synthesis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (44): 17856–61. Bibcode:2013PNAS..11017856O. doi:10.1073/pnas.1314063110. PMC 3816479. PMID 24127606.
  31. ^ Popper ZA, Michel G, Hervé C, Domozych DS, Willats WG, Tuohy MG, et al. (2011). "Evolution and diversity of plant cell walls: from algae to flowering plants". Annual Review of Plant Biology. 62: 567–90. doi:10.1146/annurev-arplant-042110-103809. hdl:10379/6762. PMID 21351878. S2CID 11961888.
  32. ^ Peng, L; Kawagoe, Y; Hogan, P; Delmer, D (2002). "Sitosterol-beta-glucoside as primer for cellulose synthesis in plants". Science. 295 (5552): 147–50. Bibcode:2002Sci...295..147P. doi:10.1126/science.1064281. PMID 11778054. S2CID 83564483.
  33. ^ Endean, R (1961). "The Test of the Ascidian, Phallusia mammillata" (PDF). Quarterly Journal of Microscopical Science. 102 (1): 107–117.
  34. ^ Barkalow, David G.; Whistler, Roy L. (2014). "Cellulose". AccessScience. doi:10.1036/1097-8542.118200.
  35. ^ Ignatyev, Igor; Doorslaer, Charlie Van; Mertens, Pascal G.N.; Binnemans, Koen; Vos, Dirk. E. de (2011). "Synthesis of glucose esters from cellulose in ionic liquids". Holzforschung. 66 (4): 417–425. doi:10.1515/hf.2011.161. S2CID 101737591.
  36. ^ La Reau, A.J.; Suen, G. (2018). "The Ruminococci: key symbionts of the gut ecosystem". Journal of Microbiology. 56 (3): 199–208. doi:10.1007/s12275-018-8024-4. PMID 29492877. S2CID 3578123.
  37. ^ Bowen, Richard. "Digestive Function of Horses". www.vivo.colostate.edu. Retrieved 25 September 2020.
  38. ^ Tokuda, G; Watanabe, H (22 June 2007). "Hidden cellulases in termites: revision of an old hypothesis". Biology Letters. 3 (3): 336–339. doi:10.1098/rsbl.2007.0073. PMC 2464699. PMID 17374589.
  39. ^ Payne, Christina M.; Knott, Brandon C.; Mayes, Heather B.; Hansson, Henrik; Himmel, Michael E.; Sandgren, Mats; Ståhlberg, Jerry; Beckham, Gregg T. (2015). "Fungal Cellulases". Chemical Reviews. 115 (3): 1308–1448. doi:10.1021/cr500351c. PMID 25629559.
  40. ^ Mettler, Matthew S.; Vlachos, Dionisios G.; Dauenhauer, Paul J. (2012). "Top Ten Fundamental Challenges of Biomass Pyrolysis for Biofuels". Energy & Environmental Science. 5 (7): 7797. doi:10.1039/C2EE21679E.
  41. ^ Czernik, S.; Bridgwater, A. V. (2004). "Overview of Applications of Biomass Fast Pyrolysis Oil". Energy & Fuels. Energy & Fuels, American Chemical Society. 18 (2): 590–598. doi:10.1021/ef034067u. S2CID 49332510.
  42. ^ Dauenhauer, Paul J.; Colby, Joshua L.; Balonek, Christine M.; Suszynski, Wieslaw J.; Schmidt, Lanny D. (2009). "Reactive Boiling of Cellulose for Integrated Catalysis through an Intermediate Liquid". Green Chemistry. 11 (10): 1555. doi:10.1039/B915068B. S2CID 96567659.
  43. ^ Teixeira, Andrew R.; Mooney, Kyle G.; Kruger, Jacob S.; Williams, C. Luke; Suszynski, Wieslaw J.; Schmidt, Lanny D.; Schmidt, David P.; Dauenhauer, Paul J. (2011). "Aerosol Generation by Reactive Boiling Ejection of Molten Cellulose". Energy & Environmental Science. Energy & Environmental Science, Royal Society of Chemistry. 4 (10): 4306. doi:10.1039/C1EE01876K.
  44. ^ Mettler, Matthew S.; Mushrif, Samir H.; Paulsen, Alex D.; Javadekar, Ashay D.; Vlachos, Dionisios G.; Dauenhauer, Paul J. (2012). "Revealing pyrolysis chemistry for biofuels production: Conversion of cellulose to furans and small oxygenates". Energy Environ. Sci. 5: 5414–5424. doi:10.1039/C1EE02743C.
  45. ^ Mettler, Matthew S.; Paulsen, Alex D.; Vlachos, Dionisios G.; Dauenhauer, Paul J. (2012). "Pyrolytic Conversion of Cellulose to Fuels: Levoglucosan Deoxygenation via Elimination and Cyclization within Molten Biomass". Energy & Environmental Science. 5 (7): 7864. doi:10.1039/C2EE21305B.
  46. ^ Gibson LJ (2013). "The hierarchical structure and mechanics of plant materials". Journal of the Royal Society Interface. 9 (76): 2749–2766. doi:10.1098/rsif.2012.0341. PMC 3479918. PMID 22874093.
  47. ^ Stenius, Per (2000). "Ch. 1". Forest Products Chemistry. Papermaking Science and Technology. Vol. 3. Finland: Fapet OY. p. 35. ISBN 978-952-5216-03-5.
  48. ^ Wang, Hui; Gurau, Gabriela; Rogers, Robin D. (2012). "Ionic liquid processing of cellulose". Chemical Society Reviews. 41 (4): 1519–37. doi:10.1039/C2CS15311D. PMID 22266483.
  49. ^ a b c d Abetz, Volker (2005). Encyclopedia of polymer science and technology (Wird aktualisiert. ed.). [Hoboken, N.J.]: Wiley-Interscience. ISBN 9780471440260.
  50. ^ Woodings, Calvin (2001). Regenerated cellulose fibres. [Manchester]: The Textile Institute. ISBN 9781855734593.
  51. ^ a b Borbély, Éva (2008). "Lyocell, the New Generation of Regenerated Cellulose". Acta Polytechnica Hungarica. 5 (3).
  52. ^ Kohman, GT (July 1939). "Cellulose as an insulating material". Industrial and Engineering Chemistry. 31 (7): 807–817. doi:10.1021/ie50355a005.
  53. ^ Weiner, Myra L.; Kotkoskie, Lois A. (2000). Excipient Toxicity and Safety. New York: Dekker. p. 210. ISBN 978-0-8247-8210-8.
  54. ^ Dhingra, D; Michael, M; Rajput, H; Patil, R. T. (2011). "Dietary fibre in foods: A review". Journal of Food Science and Technology. 49 (3): 255–266. doi:10.1007/s13197-011-0365-5. PMC 3614039. PMID 23729846.
  55. ^ "Zeoform: The eco-friendly building material of the future?". Gizmag.com. 2013-08-30. Retrieved 2013-08-30.
  56. ^ Thoorens, G; Krier, F; Leclercq, B; Carlin, B; Evrard, B (2014). "Microcrystalline cellulose, a direct compression binder in a quality by design environment--a review". International Journal of Pharmaceutics. 473 (1–2): 64–72. doi:10.1016/j.ijpharm.2014.06.055. PMID 24993785.
  57. ^ Holt-Gimenez, Eric(2007)바이오 연료: 농업연료의 이행에 대한 신화.배경자.식품개발정책연구소, 캘리포니아 주 오클랜드 13:2: CS1 유지: 제목으로 아카이브된 복사(링크): 제목으로 아카이브된 복사(링크: 제목으로 아카이브 복사(링크)
  58. ^ MullinD, Velankar H.2012.분리세균, 사용방법 및 분리방법세계특허 WO 2012/021678 A2
  59. ^ Sampa Maiti; et al. (Dec 10, 2015). "Quest for sustainable bio‐production and recovery of butanol as a promising solution to fossil fuel". Energy Research. 40 (4): 411–438. doi:10.1002/er.3458. S2CID 101240621.
  60. ^ Hobgood Ray, Kathryn (August 25, 2011). "Cars Could Run on Recycled Newspaper, Tulane Scientists Say". Tulane University news webpage. Tulane University. Archived from the original on October 21, 2014. Retrieved March 14, 2012.
  61. ^ Balbo, Laurie (January 29, 2012). "Put a Zebra in Your Tank: A Chemical Crapshoot?". Greenprophet.com. Retrieved November 17, 2012.

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