Nanoscale Mechanism of Moisture-Induced Swelling in Wood Microfibril Bundles
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Paajanen, Antti; Zitting, Aleksi; Rautkari, Lauri; Ketoja, Jukka A.; Penttilä, Paavo A.
Tiivistelmä
<p>Understanding nanoscale moisture interactions is fundamental to most applications of wood, including cellulosic nanomaterials with tailored properties. By combining X-ray scattering experiments with molecular simulations and taking advantage of computed scattering, we studied the moisture-induced changes in cellulose microfibril bundles of softwood secondary cell walls. Our models reproduced the most important experimentally observed changes in diffraction peak locations and widths and gave new insights into their interpretation. We found that changes in the packing of microfibrils dominate at moisture contents above 10-15%, whereas deformations in cellulose crystallites take place closer to the dry state. Fibrillar aggregation is a significant source of drying-related changes in the interior of the microfibrils. Our results corroborate the fundamental role of nanoscale phenomena in the swelling behavior and properties of wood-based materials and promote their utilization in nanomaterials development. Simulation-assisted scattering analysis proved an efficient tool for advancing the nanoscale characterization of cellulosic materials.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Volyymi
22
Numero
13
Sivut
5143-5150
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Materiaalitekniikka; Lääketieteen tekniikka; Nanoteknologia
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1021/acs.nanolett.2c00822
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä