Regulierbare mechanische Eigenschaften von Filmen auf Kollagenbasis
Forscher haben die Wirkung von Kollagenen in verschiedenen Hierarchien und Zellulose-Nanofasern untersucht: Eine Verkleinerung des Kollagens erhöht die Festigkeit, verringert aber die Bruchenergie der Filme.
Eine neue Studie untersucht die Auswirkungen von drei Kollagenen und der Zugabe von carboxymethylierter Cellulose (CNF) auf die Eigenschaften von Folien auf Kollagenbasis. Bei den drei Kollagenen handelt es sich um makroskalige kollagene Faserbündel, mikroskalige Kollagenfasern und nanoskalige Kollagenfibrillen.
Viskosität nahm drastisch ab
Mit der Verringerung der Größe der Kollagene nahm die Viskosität der Dispersionen drastisch ab, außerdem zeigte der kollagenbasierte Film einen erhöhten Elastizitätsmodul (von 13,32 GPa auf 24,47 GPa) und eine höhere Zugfestigkeit (von 46,18 MPa auf 72,73 MPa). Die Opazität nahm zunächst ab und dann zu, wenn die Größe des Kollagens von der Makro- bis zur Nanoskala reichte. Durch die Verringerung der Kollagengröße konnte die Filmdichte erhöht werden und der Film wies mehr Wasserstoffbrückenbindungen auf, die mittels FTIR erfasst wurden. Die Zugabe von CNF verstärkte die oben genannten Trends noch.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 176, März 2023, veröffentlicht.