Facile method for stiff, tough, and strong nanocomposites by direct exfoliation of multilayered graphene into native nanocellulose matrix

Biomacromolecules

Volumn 13, Issue 4, 2012, Pages 1093-1099

  Malho, Jani Markus ^a   Laaksonen, Päivi ^a   Walther, Andreas ^b   Ikkala, Olli ^c   Linder, Markus B ^a  

^a VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND   (Finland)

^b RWTH AACHEN UNIVERSITY   (Germany)

^c AALTO UNIVERSITY   (Finland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FACILE METHOD; GRAPHENE MULTILAYERS; GREEN PROCESS; HIGH MECHANICAL PROPERTIES; HIGH STRENGTH; HIGH TOUGHNESS; MULTI-LAYERED; NANO-CELLULOSE; NANOFIBRILLATED CELLULOSE; OPTIMUM COMPOSITION; POLYMER MATRICES; RANDOM NETWORK; TENSILE MECHANICAL PROPERTIES; ULTIMATE STRENGTH; YOUNG'S MODULUS;

CELLULOSE; MECHANICAL PROPERTIES; NANOCOMPOSITES; WATER FILTRATION;

GRAPHENE;

CELLULOSE; GRAPHENE; NANOCELLULOSE; NANOCOMPOSITE; UNCLASSIFIED DRUG; WATER;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; CHEMICAL INTERACTION; CHEMICAL STRUCTURE; FILTRATION; HYDROGEL; PHYSICAL CHEMISTRY; PRIORITY JOURNAL; TENSILE STRENGTH; ULTRASOUND;

CELLULOSE; GRAPHITE; MEMBRANES, ARTIFICIAL; NANOCOMPOSITES; NANOFIBERS; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84860747662     PISSN: 15257797     EISSN: 15264602     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/bm2018189     Document Type: Article

References (57)

1. Meyers, M. A.; Chen, P.-Y.; Lin, A. Y.-M.; Seki, Y. Prog. Mater. Sci. 2008, 53, 1.
2. Klemm, D.; Kramer, F.; Moritz, S.; Lindström, T.; Ankerfors, M.; Gray, D.; Dorris, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 5438.
3. Tang, Z.; Kotov, N. A.; Magonov, S.; Ozturk, B. Nat. Mater. 2003, 2, 413.
4. Fratzl, P.; Burgert, I.; Gupta, H. S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 5575.
5. Deville, S.; Saiz, E.; Nalla, R. K.; Tomsia, A. P. Science 2006, 311, 515.
6. Munch, E.; Launey, M. E.; Alsem, D. H.; Saiz, E.; Tomsia, A. P.; Ritchie, R. O. Science 2008, 322, 1516.
7. Bonderer, L. J.; Studart, A. R.; Gauckler, L. J. Science 2008, 319, 1069.
8. Bratzel, G. H.; Cranford, S. W.; Espinosa, H.; Buehler, M. J., J. Mater. Chem. 2010, 20, 10465-10474.
9. Antonietti, M.; Fratzl, P. Macromol. Chem. Physic. 2010, 211, 166.
10. Takai, O. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2006, 1093, 84.
11. Sarikaya, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 14183.
12. Teeri, T. T.; Brumer, H. 3rd; Daniel, G.; Gatenholm, P. Trends Biotechnol. 2007, 25, 299.
13. Andreadis, S. T.; Geer, D. J. Trends Biotechnol. 2006, 24, 331.
14. Kowalczyk, S. W.; Blosser, T. R.; Dekker, C. Trends Biotechnol. 2011, 29, 607.
15. Walther, A.; Bjurhager, I.; Malho, J.-M.; Pere, J.; Ruokolainen, J.; Berglund, L. A.; Ikkala, O. Nano Lett. 2010, 10, 2742.
16. Turbak, A. F.; Snyder, F. W.; Sandberg, K. R. J. Appl. Polym. Sci. 1983, 37, 815.
17. Herrick, F. W.; Casebier, R. L.; Hamilton, J. K.; Sandberg, K. R. J. Appl. Polym. Sci. 1983, 37, 797.
18. Saito, T.; Kimura, S.; Nishiyama, Y.; Isogai, A. Biomacromolecules 2007, 8, 2485.
19. Pääkkö, M.; Ankerfors, M.; Kosonen, H.; Nykänen, A.; Ahola, S.; Österberg, M.; Ruokolainen, J.; Laine, J.; Larsson, P. T.; Ikkala, O.; Lindström, T. Biomacromolecules 2007, 8, 1934.
20. Henriksson, M.; Henriksson, G.; Berglund, L. A.; Lindström, T. Eur. Polym. J. 2007, 43, 3434.
21. Berglund, L. A.; Peijs, T. MRS Bull. 2010, 35, 201.
22. Nakagaito, A. N.; Yano, H. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004, 78, 547.
23. Pääkkö, M.; Vapaavuori, J.; Silvennoinen, R.; Kosonen, H.; Ankerfors, M.; Lindström, T.; Berglund, L. A.; Ikkala, O., Soft Matter 2008, 4, 2492-2499.
24. Korhonen, J. T.; Hiekkataipale, P.; Malm, J.; Karppinen, M.; Ikkala, O.; Ras, R. H. ACS Nano 2011, 5, 1967.
25. Iwamoto, S.; Isogai, A.; Iwata, T. Biomacromolecules 2011, 12, 831.
26. Walther, A.; Timonen, J. V. I; Díez, I.; Laukkanen, A.; Ikkala, O. Adv. Mater. 2011, No. 23, 2924.
27. Yano, H.; Sugiyama, J.; Nakagaito, A. N.; Nogi, M.; Matsuura, T.; Hikita, M.; Handa, K. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2005, 17, 153.
28. Nakagaito, A. N.; Yano, H. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2005, 80, 155.
29. Sehaqui, H.; Liu, A.; Zhou, Q.; Berglund, L. A. Biomacromolecules 2010, 11, 2195.
30. Wang, M.; Olszewska, A.; Walther, A.; Malho, J. M.; Schacher, F. H.; Ruokolainen, J.; Ankerfors, M.; Laine, J.; Berglund, L. A.; Osterberg, M.; Ikkala, O. Biomacromolecules 2011, 12, 2074.
31. Czaja, W. K.; Young, D. J.; Kawecki, M.; Brown, R. M. Jr. Biomacromolecules 2007, 8, 1.
32. Laaksonen, P.; Walther, A.; Malho, J. M.; Kainlauri, M.; Ikkala, O.; Linder, M. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8688.
33. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666.
34. Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Dommett, G. H.; Kohlhaas, K. M.; Zimney, E. J.; Stach, E. A.; Piner, R. D.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Nature 2006, 442, 282.
35. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183.
36. Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T. J.; Khotkevich, V. V.; Morozov, S. V.; Geim, A. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 10451.
37. Berger, C.; Song, Z.; Li, X.; Wu, X.; Brown, N.; Naud, C.; Mayou, D.; Li, T.; Hass, J.; Marchenkov, A. N.; Conrad, E. H.; First, P. N.; De Heer, W. A. Science 2006, 312, 1191.
38. Kim, K. S.; Zhao, Y.; Jang, H.; Lee, S. Y.; Kim, J. M.; Ahn, J. H.; Kim, P.; Choi, J. Y.; Hong, B. H. Nature 2009, 457, 706.
39. Viculis, L. M.; Mack, J. J.; Kaner, R. B. Science 2003, 299, 1361.
40. Chen, G.; Weng, W.; Wu, D.; Wu, C.; Lu, J.; Wang, P.; Chen, X. Carbon 2004, 42, 753.
41. Li, X.; Wang, X.; Zhang, L.; Lee, S.; Dai, H. Science 2008, 319, 1229.
42. Hernandez, Y.; Nicolosi, V.; Lotya, M.; Blighe, F. M.; Sun, Z.; De, S.; Mcgovern, I. T.; Holland, B.; Byrne, M.; Gun'ko, Y. K.; Boland, J. J.; Niraj, P.; Duesberg, G.; Krishnamurthy, S.; Goodhue, R.; Hutchison, J.; Scardaci, V.; Ferrari, A. C.; Coleman, J. N. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 563.
43. Kim, H.; Abdala, A. A.; Macosko, C. W. Macromolecules 2010, 43, 6515.
44. Li, D.; Kaner, R. B. Science 2008, 320, 1170.
45. Kim, H.; Miura, Y.; Macosko, C. W. Chem. Mater. 2010, 22, 3441.
46. Laaksonen, P.; Kainlauri, M.; Laaksonen, T.; Shchepetov, A.; Jiang, H.; Ahopelto, J.; Linder, M. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4946.
47. Linder, M. B.; Szilvay, G. R.; Nakari-Setälä, T.; Penttilä, M. E. FEMS Microbiol. Rev. 2005, 29, 877.
48. Henriksson, M.; Berglund, L. A.; Isaksson, P.; Lindstrom, T.; Nishino, T. Biomacromolecules 2008, 9, 1579.
49. Jalal Uddin, A.; Araki, J.; Gotoh, Y. Biomacromolecules 2011, 12, 617.
50. Zhbankov, R. G.; Firsov, S. P.; Grinshpan, D. D.; Baran, J.; Marchewka, M. K.; Ratajczak, H. J. Mol. Struct. 2003, 645, 9.
51. Ferrari, A. C.; Meyer, J. C.; Scardaci, V.; Casiraghi, C.; Lazzeri, M.; Mauri, F.; Piscanec, S.; Jiang, D.; Novoselov, K. S.; Roth, S.; Geim, A. K. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 187401/1.
52. Iwamoto, S.; Abe, K.; Yano, H. Biomacromolecules 2008, 9, 1022.
53. Johansson, L.-S.; Tammelin, T.; Campbell, J. M.; Setala, H.; Osterberg, M., Soft Matter 2011, 7, 10917-10924.
54. Quiocho, F. A. Biochem. Soc. Trans. 1993, 21, 442.
55. Lehtiö, J.; Sugiyama, J.; Gustavsson, M.; Fransson, L.; Linder, M.; Teeri, T. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 484.
56. Nand, K, V. Curr. Opin. Struct. Biol. 1991, 1, 732.
57. Divne, C.; Ståhlberg, J.; Teeri, T. T.; Jones, T. A. J. Mol. Biol. 1998, 275, 309.