Abstract
Cellulose widely exists in plant tissues. Due to the large pores between the cellulose units, the regular paper is nontransparent that cannot be used in the optoelectronic devices. But some chemical and physical methods such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1- oxyl radical (TEMPO) oxidation can be used to improve the pores scale between the cellulose units to reach nanometer level. The cellulose nanofibers (CNFs) have good mechanical strength, flexibility, thermostability, and low thermal expansion. The paper made of these nanofibers represent a kind of novel nanostructured material with ultrahigh transparency, ultrahigh haze, conductivity, biodegradable, reproducible, low pollution, environment friendly and so on. These advantages make the novel nanostructured paper apply in the optoelectronic device possible, such as electronics energy storage devices. This kind of paper is considered most likely to replace traditional materials like plastics and glass, which is attracting widespread attention, and the related research has also been reported. The purpose of this paper is to review CNFs which are applied in optoelectronic conversion and energy storage
چکیده
سلولز به طور گسترده ای، در الیاف گیاهی موجود است. به دلیل حفرات بزرگ بین واحدهای سلولز، کاغذ منظم، غیرشفاف هستند که نمی تواند در وسایل اپتوالکترونیکی به کار گرفته شود. اما می توان از چندین روش شیمایی و فیزیکی همچون اکسیداسیون رادیکال 2، 2، 6، 6- تترامتیل پیپریدین- 1- اکسیل (TEMPO) برای بهبود اندازه حفرات بین واحدهای سلولزی، تا رسیدن به سطح نانومتر به کار رود. نانوفیبریل های سلولزی (CNF ها) مقاومت مکانیکی، انعطاف پذیری، پایداری دمایی، خوب و انبساط دمایی کمی دارند. کاغذهایی که از این نانوفیبریل ها تولید می شوند یک نوع از مواد با ساختار نانوی جدید و با شفافیت فوق العاده، رسانایی ،تیرگی فوق العاده ،زیست تجزیه پذیر، آلایندگی کم، سازگار با محیط زیست و دیگر موارد را ارائه می نماید. این مزایا، استفاده از کاغذهای با ساختار نانو جدید را در وسایل برقی نوری، همچون وسایل ذخیره انرژی الکتریکی، ممکن می سازد. احتمال اینکه این نوع از کاغذها، جایگزین مواد سنتی همچون پلاستیک و شیشه شوند، وجود دارد، که توجهات زیادی را به خود جلب نموده است، و تحقیقات مرتبط نیز در این رابطه گزارش شده است. هدف از این مقاله، مرور CNF هاست که در تبدیل برق نوری و ذخیره انرژی به کار گرفته می شوند.
1-مقدمه
سلولز بیشتر در دیواره ی سلول گیاهان وجود دارد؛ ساختار سلسله مراتبی دیواره های سلول گیاهان پیچیده است؛ فیبر در دیواره سلول، نوعی از سلولز نانوساختار طبیعی است. از هنگامی که تورباک، میکروفیبریل را در 1983 یافت، CNF ها به سرعت پیشرفت نمودند. گزارش های گسترده ای از تهیه ی CNF ها و دیگر کاربردهای آنها در مواد کامپوزیتی، وجود دارد. نانوفایبرها، به عنوان فیبرهایی با سایز نانو با اندازه ی کمتر از 100 nm، توصیف می شوند. اگرچه نازک هستند، اما نرخ ظاهری بالا و خواص مکانیکی قوی دارند. ساختار سلسله مراتبی سه بعدی (3D)، در شکل 1 به تصویر کشیده شده است...