Transmission Electron Microscopy for the Characterization of Cellulose Nanocrystals

Cellulose nanocrystals (CNCs) are high aspect ratio nanomaterials readily obtained from cellulose microfibrils via strong acid hydrolysis. They feature unique properties stemming from their surface chemistry, their crystallinity, and their three-dimensional structure. CNCs have been exploited in a number of applications such as optically active coatings, nanocomposite materials, or aerogels. CNC size and shape determination is an important challenge and transmission electron microscopy (TEM) is one of the most powerful tools to achieve this goal. Because of the specifics of TEM imaging, CNCs require special attention. They have a low density, are highly susceptible to electron beam damage, and easily aggregate. Specific techniques for both imaging and sampling have been developed over the past decades. In this review, we describe the CNCs, their properties, their applications, and the need for a precise characterization of their morphology and size distribution. We also describe in detail the techniques used to record quality images of CNCs. Finally, we survey the literature to provide readers with specific examples of TEM images of CNCs

Interactions de surface avec la cellulose en milieu dense et dilué

Le premier volet décrit les expériences liées à de nouveaux matériaux composites à matrice polymère EVA renforcée par des whiskers de cellulose. Les propriétés mécaniques de ces nanocomposites sont augmentées et dépendent de la structure chimique du polymère. Il existe une interaction entre la matrice polymère et la cellulose. De nouveaux outils de modélisation ont été développés pour caractériser ces interactions à l'échelle moléclaire. Cette méthode a permis d'étudier les caractéristiques géométriques et énergétiques de ces phénomènes interfaciaux comme l'absorption d'une chaîne polymère d'EVA ainsi que l'adhésion d'un film mince d'EVA sur une surface de cellulose. Ce travail concerne aussi les expériences par RMN en solution aqueuse pour l'étude de l'absorption en milieu liquide de petites molécules ou des polymères, synthétiques ou biologiques. Cette technique est sensible pour de très faibles concentrations. La cellulose présente bien un caractère amphiphile.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF