Effect of moisture on the traction-separation behavior of cellulose nanocrystal interfaces

Applied Physics Letters

Volumn 105, Issue 24, 2014, Pages

  Sinko, Robert ^a   Keten, Sinan ^a  

^a Northwestern University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADHESION; CELLULOSE; CELLULOSE DERIVATIVES; CELLULOSE FILMS; HYDROGEN BONDS; HYDROPHOBICITY; IODINE; LOADING; MECHANICAL PROPERTIES; MOISTURE; MOLECULES; NANOCOMPOSITE FILMS; NANOCRYSTALS; SEPARATION; SLIP FORMING; STICK-SLIP; STRESSES; SURFACE CHEMISTRY;

CELLULOSE MATERIALS; CELLULOSE NANO-CRYSTALS; CELLULOSE NANOCRYSTAL (CNCS); ENVIRONMENTAL STIMULI; HYDROPHOBIC SURFACES; INTERFACIAL ADHESIONS; MECHANICAL BEHAVIOR; NANOSCALE INTERFACES;

INTERFACES (MATERIALS);

CELLULOSE; ENERGY; FIBRILS; MOISTURE;

EID: 84919623505     PISSN: 00036951     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4904708     Document Type: Article

References (48)

1. H. Dong, K. E. Strawhecker, J. F. Snyder, J. A. Orlicki, R. S. Reiner, and A. W. Rudie, Carbohydr. Polym. 87(4), 2488 (2012);
2. K.-Y. Lee, T. Tammelin, K. Schulfter, H. Kiiskinen, J. Samela, and A. Bismarck, ACS Appl. Mater. Interfaces 4(8), 4078 (2012).
3. M. Eriksson, S. M. Notley, and L. Wa˚gberg, Biomacromolecules 8(3), 912 (2007).
4. R. J. Moon, A. Martini, J. Nairn, J. Simonsen, and J. Youngblood, Chem. Soc. Rev. 40(7), 3941 (2011).
5. A. Abbott and A. Bismarck, Cellulose 17(4), 779 (2010);
6. S. J. Eichhorn, A. Dufresne, M. Aranguren, N. E. Marcovich, J. R. Capadona, S. J. Rowan, C. Weder, W. Thielemans, M. Roman, S. Renneckar, W. Gindl, S. Rowan, C. Weder, W. Thielemans, M. Roman, S. Renneckar, W. Gindl, S. Veigel, J. Keckes, H. Yano, K. Abe, M. Nogi, A. N. Nakagaito, A. Mangalam, J. Simonsen, A. S. Benight, A. Bismarck, L. A. Berglund, and T. Peijs, J. Mater. Sci. 45(1), 1 (2010);
7. I. A. Sacui, R. C. Nieuwendaal, D. J. Burnett, S. J. Stranick, M. Jorfi, C. Weder, E. J. Foster, R. T. Olsson, and J. W. Gilman, ACS Appl. Mater. Interfaces 6(9), 6127 (2014).
8. K. Shanmuganathan, J. R. Capadona, S. J. Rowan, and C. Weder, J. Mater. Chem. 20(1), 180 (2010).
9. J. S. Haghpanah, R. Tu, S. Da Silva, D. Yan, S. Mueller, C. Weder, E. Johan Foster, I. Sacui, J. W. Gilman, and J. K. Montclare, Biomacromolecules 14(12), 4360 (2013);
10. H. Zhu, Z. Jia, Y. Chen, N. Weadock, J. Wan, O. Vaaland, X. Han, T. Li, and L. Hu, Nano Lett. 13(7), 3093 (2013).
11. A. B. Reising, R. J. Moon, and J. P. Youngblood, J. Sci. Technol. For. Prod. Process 2(6), 32 (2012).
12. P. A. Bonnaud, B. Coasne, and R. J. M. Pellenq, J. Phys.: Condens. Matter 22(28), 284110 (2010).
13. M. C. Gordillo and J. Martí, J. Phys.: Condens. Matter 22(28), 284111 (2010).
14. H. E. Stanley, S. V. Buldyrev, G. Franzese, P. Kumar, F. Mallamace, M. G. Mazza, K. Stokely, and L. Xu, J. Phys.: Condens. Matter 22(28), 284101 (2010).
15. J. R. Capadona, K. Shanmuganathan, D. J. Tyler, S. J. Rowan, and C. Weder, Science 319(5868), 1370 (2008).
16. K. L. Dagnon, K. Shanmuganathan, C. Weder, and S. J. Rowan, Macromolecules 45(11), 4707 (2012).
17. C. Mizuno, B. John, and M. Okamoto, Macromol. Mater. Eng. 298(4), 400 (2013).
18. K. Kulasinski, S. Keten, S. V. Churakov, R. Guyer, J. Carmeliet, and D. Derome, ACS Macro Lett. 3, 1037 (2014);
19. D. Derome, A. Rafsanjani, A. Patera, R. Guyer, and J. Carmeliet, Philos. Mag. 92(28-30), 3680 (2012);
20. E. T. Engelund, L. G. Thygesen, S. Svensson, and C. A. S. Hill, Wood Sci. Technol. 47(1), 141 (2013).
21. M. Tsige and G. S. Grest, J. Chem. Phys. 120(6), 2989 (2004);
22. S. Mishra and S. Keten, Appl. Phys. Lett. 102(4), 041903 (2013).
23. Y. R. Sliozberg, R. A. Mrozek, J. D. Schieber, M. Kröger, J. L. Lenhart, and J. W. Andzelm, Polymer 54(10), 2555 (2013).
24. K. Park and G. H. Paulino, Appl. Mech. Rev. 64(6), 060802 (2013).
25. S. Park, F. Khalili-Araghi, E. Tajkhorshid, and K. Schulten, J. Chem. Phys. 119(6), 3559 (2003).
26. J. C. Phillips, R. Braun, W. Wang, J. Gumbart, E. Tajkhorshid, E. Villa, C. Chipot, R. D. Skeel, L. Kale, and K. Schulten, J. Comput. Chem. 26(16), 1781 (2005).
27. B. R. Brooks, C. L. Brooks, A. D. Mackerell, L. Nilsson, R. J. Petrella, B. Roux, Y. Won, G. Archontis, C. Bartels, S. Boresch, A. Caflisch, L. Caves, Q. Cui, A. R. Dinner, M. Feig, S. Fischer, J. Gao, M. Hodoscek, W. Im, K. Kuczera, T. Lazaridis, J. Ma, V. Ovchinnikov, E. Paci, R. W. Pastor, C. B. Post, J. Z. Pu, M. Schaefer, B. Tidor, R. M. Venable, H. L. Woodcock, X. Wu, W. Yang, D. M. York, and M. Karplus, J. Comput. Chem. 30(10), 1545 (2009).
28. E. P. Raman, O. Guvench, and A. D. MacKerell, Jr., J. Phys. Chem. B 114(40), 12981 (2010).
29. W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, R. W. Impey, and M. L. Klein, J. Chem. Phys. 79(2), 926 (1983).
30. T. C. F. Gomes and M. S. Skaf, J. Comput. Chem. 33(14), 1338 (2012).
31. W. Humphrey, A. Dalke, and K. Schulten, J. Mol. Graphics Modell. 14(1), 33 (1996).
32. Y. Habibi, L. A. Lucia, and O. J. Rojas, Chem. Rev. 110(6), 3479 (2010).
33. R. Sinko, S. Mishra, L. Ruiz, N. Brandis, and S. Keten, ACS Macro Lett. 3(1), 64 (2014).
34. http://dx.doi.org/10.1063/1.4904708
35. Y. Nishiyama, P. Langan, and H. Chanzy, J. Am. Chem. Soc. 124(31), 9074 (2002).
36. G. A. Jeffrey, An Introduction to Hydrogen Bonding (Oxford University Press, 1997).
37. M. Dörmann and H.-J. Schmid, Langmuir 30(4), 1055 (2014).
38. Y. I. Rabinovich, M. S. Esayanur, and B. M. Moudgil, Langmuir 21(24), 10992 (2005).
39. S. H. Yang, M. Nosonovsky, H. Zhang, and K.-H. Chung, Chem. Phys. Lett. 451(1-3), 88 (2008).
40. M. Jonoobi, J. Harun, A. P. Mathew, M. Z. B. Hussein, and K. Oksman, Cellulose 17(2), 299 (2010).
41. L. F. Scatena, M. G. Brown, and G. L. Richmond, Science 292(5518), 908 (2001).
42. A. Kumar, B. J. Park, F. Tu, and D. Lee, Soft Matter 9(29), 6604 (2013).
43. A. Walther and A. H. E. Müller, Chem. Rev. 113(7), 5194 (2013).
44. X. Wei, M. Naraghi, and H. D. Espinosa, ACS Nano 6(3), 2333 (2012).
45. J. Sotres and T. Arnebrant, Lubricants 1(4), 102 (2013).
46. G. R. Desiraju, Accounts of Chemical Research 29(9), 441 (1996).
47. S. Ifuku, M. Nogi, K. Abe, K. Handa, F. Nakatsubo, and H. Yano, Biomacromolecules 8(6), 1973 (2007);
48. K.-Y. Lee, J. J. Blaker, and A. Bismarck, Compos. Sci. Technol. 69(15-16), 2724 (2009).