超声波技术加速可再生纤维素纳米晶体的干燥

全球向可持续发展的转变引发了人们对生物基材料和节能技术的极大兴趣。其中，来自可再生资源的纤维素纳米晶体 (CNC) 已显示出在复合材料、生物医学材料和包装方面的巨大应用潜力。然而，CNC 生产的一个主要挑战是能源密集型的干燥过程，这通常需要从低浓度悬浮液中去除大量的水。

为了解决这一问题，伊利诺伊大学香槟分校和普渡大学的研究人员团队推出了一种新型多频超声波干燥技术。与热风、喷雾和冷冻干燥等传统干燥技术相比，该方法不仅加速了干燥过程，而且还降低了能耗。

该研究比较了各种干燥方法的干燥动力学、产品质量和能源效率。超声波干燥工艺与热风干燥相比，干燥时间显著缩短了 50%，且粒度变化很小，表明具有出色的再分散性。

此外，超声波干燥法在水溶液中表现出优异的稳定性，其电位范围为-35至-65 mV，这是CNC胶体稳定性的关键因素。

在能耗和二氧化碳排放方面，超声波干燥技术优于其他方法。单位能耗明显较低，如果使用可再生电力，潜在的二氧化碳排放量可达到净零。这项创新符合全球减少温室气体排放和实现净零目标的努力。

研究人员得出结论，超声波干燥是一种有前途的可持续 CNC 干燥方法，为生物材料行业提供了可扩展的解决方案。这种方法不仅可以提高 CNC 生产的效率，还可以通过最大限度地减少能源使用和碳排放来支持环境可持续性。