Nanocellulose-based foams and aerogels: Processing, properties, and applications

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 5, Issue 31, 2017, Pages 16105-16117

  Lavoine, Nathalie ^a   Bergström, Lennart ^a  

^a STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AEROGELS; BIOCOMPATIBILITY; SURFACE CHEMISTRY; THERMAL INSULATION;

ANISOTROPIC FOAMS; ICE TEMPLATING; MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES; POROUS ARCHITECTURES; PROCESSING ROUTE; SOLVENT REMOVAL; STRUCTURAL COLLAPSE; SUPERCRITICAL DRYING;

CELLULOSE;

EID: 85027200336     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c7ta02807e     Document Type: Review

References (128)

1. Y. Habibi L. A. Lucia O. J. Rojas Chem. Rev. 2010 110 3479 3500
2. Y. Habibi Chem. Soc. Rev. 2014 43 1519 1542
3. J. P. F. Lagerwall C. Schutz M. Salajkova J. Noh J. Hyun Park G. Scalia L. Bergstrom NPG Asia Mater. 2014 6 e80
4. N. Lavoine I. Desloges A. Dufresne J. Bras Carbohydr. Polym. 2012 90 735 764
5. T. Abitbol A. Rivkin Y. Cao Y. Nevo E. Abraham T. Ben-Shalom S. Lapidot O. Shoseyov Curr. Opin. Biotechnol. 2016 39 76 88
6. B. G. Rånby E. Ribi Experientia 1950 6 12 14
7. S. Beck-Candanedo M. Roman D. G. Gray Biomacromolecules 2005 6 1048 1054
8. H. Yu Z. Qin B. Liang N. Liu Z. Zhou L. Chen J. Mater. Chem. A 2013 1 3938 3944
9. E. Kontturi A. Meriluoto P. A. Penttilä N. Baccile J.-M. Malho A. Potthast T. Rosenau J. Ruokolainen R. Serimaa J. Laine H. Sixta Angew. Chem., Int. Ed. 2016 55 14455 14458
10. S. Camarero Espinosa T. Kuhnt E. J. Foster C. Weder Biomacromolecules 2013 14 1223 1230
11. H. Sadeghifar I. Filpponen S. P. Clarke D. F. Brougham D. S. Argyropoulos J. Mater. Sci. 2011 46 7344 7355
12. Y. Liu H. Wang G. Yu Q. Yu B. Li X. Mu Carbohydr. Polym. 2014 110 415 422
13. A. Dufresne, Nanocellulose: From Nature to High Performance Tailored Materials, De Gruyter, France, 2012
14. I. Siró D. Plackett M. Hedenqvist M. Ankerfors T. Lindström J. Appl. Polym. Sci. 2011 119 2652 2660
15. A. Isogai T. Saito H. Fukuzumi Nanoscale 2011 3 71 85
16. A. Pei N. Butchosa L. A. Berglund Q. Zhou Soft Matter 2013 9 2047 2055
17. M. Henriksson G. Henriksson L. A. Berglund T. Lindström Eur. Polym. J. 2007 43 3434 3441
18. O. Nechyporchuk M. N. Belgacem J. Bras Ind. Crops Prod. 2016 17 2311 2320
19. A. Dufresne Can. J. Chem. 2008 86 484 494
20. D. Klemm F. Kramer S. Moritz T. Lindström M. Ankerfors D. Gray A. Dorris Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 5438 5466
21. I. Siró D. Plackett Cellulose 2010 17 459 494
22. G. Siqueira J. Bras A. Dufresne Polymers 2010 2 728 765
23. F. Li E. Mascheroni L. Piergiovanni Packag. Technol. Sci. 2015 28 475 508
24. A. Serpa J. Velásquez-Cock P. Gañán C. Castro L. Vélez R. Zuluaga Food Hydrocolloids 2016 57 178 186
25. F. W. Brodin Ø. W. Gregersen K. Syverud Nord. Pulp Pap. Res. J. 2014 29 156 166
26. M. Jorfi E. J. Foster J. Appl. Polym. Sci. 2015 132 41719 41738
27. P. Gatenholm D. Klemm MRS Bull. 2010 35 208 213
28. F. Hoeng A. Denneulin J. Bras Nanoscale 2016 8 13131 13154
29. O. Nechyporchuk M. N. Belgacem F. Pignon Biomacromolecules 2016 73 2311 2320
30. K. Missoum M. N. Belgacem J. Bras Materials 2013 6 1745 1766
31. H. Sehaqui M. Salajková Q. Zhou L. A. Berglund Soft Matter 2010 6 1824 1832
32. F. Martoïa T. Cochereau P. J. J. Dumont L. Orgéas M. Terrien M. N. Belgacem Mater. Des. 2016 104 376 391
33. G. D. Miles J. Ross J. Phys. Chem. 1944 48 280 290
34. J. J. Bikerman Trans. Faraday Soc. 1938 34 634 638
35. O. Faruk A. K. Bledzki L. M. Matuana Macromol. Mater. Eng. 2007 292 113 127
36. A. Saint-Jalmes Soft Matter 2006 2 836 849
37. S. Lam K. P. Velikov O. D. Velev Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2014 19 490 500
38. T. N. Hunter R. J. Pugh G. V. Franks G. J. Jameson Adv. Colloid Interface Sci. 2008 137 57 81
39. G. Kaptay Colloids Surf., A 2003 230 67 80
40. G. Kaptay Colloids Surf., A 2006 282 387 401
41. A.-L. Fameau A. Salonen C. R. Phys. 2014 15 748 760
42. K. S. Gordeyeva A. B. Fall S. Hall B. Wicklein L. Bergström J. Colloid Interface Sci. 2016 472 44 51
43. B. P. Binks Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2002 7 21 41
44. N. T. Cervin L. Andersson J. B. S. Ng P. Olin L. Bergström L. Wågberg Biomacromolecules 2013 14 503 511
45. N. T. Cervin E. Johansson J. W. Benjamins L. Wågberg Biomacromolecules 2015 16 822 831
46. Z. Hu R. Xu E. D. Cranston R. H. Pelton Biomacromolecules 2016 17 4095 4099
47. K.-Y. Lee J. J. Blaker R. Murakami J. Y. Y. Heng A. Bismarck Langmuir 2014 30 452 460
48. S. Tasset B. Cathala H. Bizot I. Capron RSC Adv. 2014 4 893 898
49. K. Sakai Y. Kobayashi T. Saito A. Isogai Sci. Rep. 2016 6 20434 20441
50. G. W. Scherer J. Non-Cryst. Solids 1986 87 199 225
51. A. C. Pierre G. M. Pajonk Chem. Rev. 2002 102 4243 4266
52. G. Della Porta P. Del Gaudio F. De Cicco R. P. Aquino E. Reverchon Ind. Eng. Chem. Res. 2013 52 12003 12009
53. L. Heath W. Thielemans Green Chem. 2010 12 1448 1453
54. F. Liebner E. Haimer M. Wendland M.-A. A. Neouze K. Schlufter P. Miethe T. Heinze A. Potthast T. Rosenau Macromol. Biosci. 2010 10 349 352
55. L. M. Sanz-Moral M. Rueda R. Mato Á. Martín J. Supercrit. Fluids 2014 92 24 30
56. S. Deville Materials 2010 3 1913 1927
57. S. Deville J. Mater. Res. 2013 28 2202 2219
58. W. L. Li K. Lu J. Y. Walz Int. Mater. Rev. 2013 57 37 60
59. M. V. G. Zimmermann C. Borsoi A. Lavoratti M. Zanini A. J. Zattera R. M. C. Santana J. Reinf. Plast. Compos. 2016 35 682 697
60. P. Munier K. Gordeyeva L. Bergström A. B. Fall Biomacromolecules 2016 17 1875 1881
61. N. Tchang Cervin E. Johansson P. A. Larsson L. Wagberg ACS Appl. Mater. Interfaces 2016 8 11682 11689
62. W. Chen Q. Li Y. Wang X. Yi J. Zeng H. Yu Y. Liu J. Li ChemSusChem 2014 7 154 161
63. Y. Kobayashi T. Saito A. Isogai Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2014 53 10394 10397
64. C. Aulin J. Netrval L. Wågberg T. Lindström Soft Matter 2010 6 3298 3305
65. X. Yang E. D. Cranston Chem. Mater. 2014 26 6016 6025
66. H. Sehaqui Q. Zhou L. A. Berglund Compos. Sci. Technol. 2011 71 1593 1599
67. O. Ishida D.-Y. Kim S. Kuga Y. Nishiyama R. M. Brown Cellulose 2004 11 475 480
68. J. Nemoto T. Saito A. Isogai ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 19809 19815
69. N. Pircher S. Veigel N. Aigner J. M. M. Nedelec T. Rosenau F. Liebner Carbohydr. Polym. 2014 111 505 513
70. M. Granström M. K. née Pääkkö H. Jin E. Kolehmainen I. Kilpeläinen O. Ikkala Polym. Chem. 2011 2 1789 1796
71. J. Lee Y. Deng Soft Matter 2011 7 6034 6040
72. A. J. Svagan M. A. S. A. Samir L. A. Berglund Adv. Mater. 2008 20 1263 1269
73. K. Prakobna F. Berthold L. Medina L. A. Berglund Composites, Part A 2016 88 116 122
74. Z. M. Ali L. J. Gibson Soft Matter 2013 9 1580 1588
75. H. Sehaqui M. E. Gálvez V. Becatinni Y. Cheng Ng A. Steinfeld T. Zimmermann P. Tingaut Environ. Sci. Technol. 2015 49 3167 3174
76. R. Dash Y. Li A. J. Ragauskas Carbohydr. Polym. 2012 88 789 792
77. P. Wang J. Zhao R. Xuan Y. Wang C. Zou Z. Zhang Y. Wan Y. Xu Dalton Trans. 2014 43 6762 6768
78. A. J. Svagan P. Jensen S. V. Dvinskikh I. Furó L. A. Berglund J. Mater. Chem. 2010 20 6646 6654
79. A. E. Donius A. Liu L. A. Berglund U. G. K. K. Wegst J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2014 37 88 99
80. B. Wicklein A. Kocjan G. Salazar-Alvarez F. Carosio G. Camino M. Antonietti L. Bergström Nat. Nanotechnol. 2015 10 277 283
81. Z.-Z. Pan H. Nishihara S. Iwamura T. Sekiguchi A. Sato A. Isogai F. Kang T. Kyotani Q.-H. Yang ACS Nano 2016 10 10689 10697
82. H. Jin M. Kettunen A. Laiho H. Pynnönen J. Paltakari A. Marmur O. Ikkala R. H. A. Ras Langmuir 2011 27 1930 1934
83. J. T. Korhonen M. Kettunen R. H. A. Ras O. Ikkala ACS Appl. Mater. Interfaces 2011 3 1813 1816
84. M. Kettunen R. J. Silvennoinen N. Houbenov A. Nykänen J. Ruokolainen J. Sainio V. Pore M. Kemell M. Ankerfors T. Lindström M. Ritala R. H. A. Ras O. Ikkala Adv. Funct. Mater. 2011 21 510 517
85. W. Zhang Y. Zhang C. Lu Y. Deng J. Mater. Chem. 2012 22 11642 11650
86. H. Cai S. Sharma W. Liu W. Mu W. Liu X. Zhang Y. Deng Biomacromolecules 2014 15 2540 2547
87. J. C. Arboleda M. Hughes L. A. Lucia J. Laine K. Ekman O. J. Rojas Cellulose 2013 20 2417 2426
88. M. Wang I. V. Anoshkin A. G. Nasibulin J. T. Korhonen J. Seitsonen J. Pere E. I. Kauppinen R. H. A. Ras O. Ikkala Adv. Mater. 2013 25 2428 2432
89. M. Fumagalli F. Sanchez S. M. Boisseau L. Heux Soft Matter 2013 9 11309 11317
90. M. Fumagalli F. Sanchez S. Molina-Boisseau L. Heux Cellulose 2015 22 1451 1457
91. Z. Zhang G. Sèbe D. Rentsch T. Zimmermann P. Tingaut Chem. Mater. 2014 26 2659 2668
92. J. Zhao C. Lu X. He X. Zhang W. Zhang X. Zhang ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 2607 2615
93. J. Fu S. Wang C. He Z. Lu J. Huang Z. Chen Carbohydr. Polym. 2016 147 89 96
94. T. Lu Q. Li W. Chen H. Yu Compos. Sci. Technol. 2014 94 132 138
95. F. Jiang Y.-L. Hsieh J. Mater. Chem. A 2014 2 350 359
96. T. Saito T. Uematsu S. Kimura T. Enomae A. Isogai Soft Matter 2011 7 8804 8809
97. J. Liu F. Cheng H. Grénman S. Spoljaric J. Seppälä J. E. Eriksson S. Willför C. Xu Carbohydr. Polym. 2016 148 259 271
98. T. C. F. Silva Y. Habibi J. L. Colodette T. Elder L. A. Lucia Cellulose 2012 19 1945 1956
99. H. Dong J. F. Snyder D. T. Tran J. L. Leadore Carbohydr. Polym. 2013 95 760 767
100. J. Lin L. Yu F. Tian N. Zhao X. Li F. Bian J. Wang Carbohydr. Polym. 2014 109 35 43
101. F. Jiang Y.-L. Hsieh J. Mater. Chem. A 2014 2 6337 6342
102. D. Bendahou A. Bendahou B. Seantier Y. Grohens H. Kaddami Ind. Crops Prod. 2015 65 374 382
103. Q. Zheng Z. Cai Z. Ma S. Gong ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 3263 3271
104. S. Zhou M. Wang X. Chen F. Xu ACS Sustainable Chem. Eng. 2015 3 3346 3354
105. N. T. Cervin C. Aulin P. T. Larsson L. Wågberg Cellulose 2012 19 401 410
106. M. Hamedi E. Karabulut A. Marais A. Herland G. Nyström Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 12038 12042
107. G. Nyström A. Marais E. Karabulut L. Wågberg Y. Cui M. M. Hamedi Nat. Commun. 2015 6 7259
108. H. Sai R. Fu L. Xing J. Xiang Z. Li F. Li T. Zhang ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 7373 7381
109. L. J. Gibson and M. F. Ashby, Cellular solids: structure and properties, Cambridge University Press, 1999
110. T. Woignier J. Reynes A. Hafidi Alaoui I. Beurroies J. Phalippou J. Non-Cryst. Solids 1998 241 45 52
111. R. Sescousse R. Gavillon T. Budtova Carbohydr. Polym. 2011 83 1766 1774
112. H. Liu B. Geng Y. Chen H. Wang ACS Sustainable Chem. Eng. 2016 5 49 66
113. J. T. Korhonen P. Hiekkataipale J. Malm M. Karppinen O. Ikkala R. H. A. Ras ACS Nano 2011 5 1967 1974
114. T. Hees F. Zhong T. Rudolph A. Walther R. Mülhaupt Adv. Funct. Mater. 2017 27 1605586 1605594
115. B. Wang X. Li B. Luo J. Yang X. Wang Q. Song S. Chen L. Zhi Small 2013 9 2399 2404
116. Y. Meng T. M. Young P. Liu C. I. Contescu B. Huang S. Wang Cellulose 2015 22 435 447
117. J. Štefelová V. Slovák G. Siqueira R. T. Olsson P. Tingaut T. Zimmermann H. Sehaqui ACS Sustainable Chem. Eng. 2017 5 2679 2692
118. M. Ago A. Ferrer Carrera O. J. Rojas ACS Sustainable Chem. Eng. 2016 4 5546 5552
119. H. Valo S. Arola P. Laaksonen M. Torkkeli L. Peltonen M. B. Linder R. Serimaa S. Kuga J. Hirvonen T. Laaksonen Eur. J. Pharm. Sci. 2013 50 69 77
120. A. J. Svagan J. W. Benjamins Z. Al-Ansari D. B. Shalom A. Müllertz L. Wågberg K. Löbmann J. Controlled Release 2016 244 74 82
121. M. Pääkkö J. Vapaavuori R. Silvennoinen H. Kosonen M. Ankerfors T. Lindström L. Berglund O. Ikkala Soft Matter 2008 4 2492 2499
122. L. Hu J. W. Choi Y. Yang S. Jeong F. La Mantia L.-F. Cui Y. Cui Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 21490 21494
123. S. W. Lee B.-S. Kim S. Chen Y. Shao-Horn P. T. Hammond J. Am. Chem. Soc. 2009 131 671 679
124. X. Yang K. Shi I. Zhitomirsky E. D. Cranston Adv. Mater. 2015 27 6104 6109
125. J. Kuhn H. P. Ebert M. C. Arduini-Schuster D. Büttner J. Fricke Int. J. Heat Mass Transfer 1992 35 1795 1801
126. B. Seantier D. Bendahou A. Bendahou Y. Grohens H. Kaddami Carbohydr. Polym. 2016 138 335 348
127. C. Jiménez-Saelices B. Seantier B. Cathala Y. Grohens Carbohydr. Polym. 2017 157 105 113
128. T. Kashiwagi F. Du J. F. Douglas K. I. Winey R. H. Harris J. R. Shields Nat. Mater. 2005 4 928 933