Synthesis and properties of chitosan–silica hybrid aerogels

Abstract

Chitosan, a polymer that is soluble in dilute aqueous acid, is derived from chitin, a natural polyglucosamide. Aquagels where the solid phase consists of both chitosan and silica can be easily prepared by using an acidic solution of chitosan to catalyze the hydrolysis and condensation of tetraethylorthosilicate. Gels with chitosan/TEOS mass ratios of 0.1-1.1 have been prepared by this method. Standard drying processes using CO 2give the corresponding aerogels. The amount of chitosan in the gel plays a role in the shrinkage of the aerogel during drying. Gels with the lowest chitosan/silica ratios show the most linear shrinkage, up to 24%, while those with the highest ratios show only a 7% linear shrinkage. Pyrolysis at 700 °C under nitrogen produces a darkened aerogel due to the thermal decomposition of the chitosan, however, the aerogel retains its monolithic form. The pyrolyzed aerogels absorb slightly more infrared radiation in the 2-5 μm region than the original aerogels. B.E.T. surface areas of these aerogels range from 470-750 m 2 /g. Biocompatibility screening of this material shows a very high value for hemolysis, but a low value for cytotoxicity.

Measurement of thermal conductivity of building insulation foams by modulated differential scanning calorimetry — Critical review & observations

“…As a result, there is constant progress in the development of innovative insulation materials. In recent years, a number of aerogels (foams) have been obtained from renewable resources [2][3][4][5] some of which with thermal conductivity close to those of standard thermal insulation [2].…”

Desempenho da matriz híbrida SiO2-quitosana na imobilização da lipase microbiana de Candida rugosa

“…[8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] Diferentes materiais naturais, sintéticos orgânicos, inorgânicos e híbridos com distintas características de tamanho, forma e densidade têm sido empregados para a imobilização de lipases. [14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24] Entre esses, matrizes híbridas de natureza orgânica e inorgânica têm apresentado particular interesse comercial nos últimos anos, devido às suas diferentes características e aplicações. [14][15][16][17] Diversos compostos orgânicos têm sido empregados na síntese destas matrizes, porém os biopolímeros se mostram promissores devido ao seu baixo custo, baixa toxicidade, biocompatibilidade e propriedades multifuncionais.…”

“…[14][15][16][17] Diversos compostos orgânicos têm sido empregados na síntese destas matrizes, porém os biopolímeros se mostram promissores devido ao seu baixo custo, baixa toxicidade, biocompatibilidade e propriedades multifuncionais. [14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24] Precursores silanos, tais como tetraetilortossilicato (TEOS) [14][15][16][17][18][19][20][21][22] e tetrametilortossilicato (TMOS), 23,24 têm sido amplamente empregados na síntese de matrizes híbridas e a biocompatibilidade destes precursores com diversos polímeros, tais como álcool polivinílico, [14][15][16][17] celulose, 18 carragenana 19 e quitosana, [20][21][22][23] é reportada na literatura. Quitosana, um biopolímero proveniente da desacetilação da quitina, é o segundo polímero mais abundante na natureza, depois da celulose.…”

“…25,27 Independe da estratégia utilizada, na preparação de uma matriz híbrida, o processo sol-gel é, indiscutivelmente, o mais empregado. [14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24] O processo sol-gel envolve diversas variáveis, como tempo e temperatura da reação, natureza do catalisador, concentração de reagentes, entre outros. 19,28 Estas variáveis determinam as características finais dos materiais, incluindo a porcentagem de hidrólise e condensação de grupos reativos, densidade de reticulação e homogeneidade do produto.…”

Polymer-Attached Functional Inorganic-Organic Hybrid Nano-composite Aerogels

“…Chitosan silica aerogels in transparent or translucent monolithic solid form have been synthesized by an initial sol-gel process, followed by extraction with supereritical CO 2 [1][2][3][4][5][6]. The chitosan silica aerogels have high porosity, up to 95%(v/v), and densities ranging from 0.2 to 0.3g/cm 3 .…”