Mankind discovered chitin in creatu

Mankind discovered chitin in creatures over two centuries. Early studies by electron microscopy show that chitin exists as a hierarchical nanoscale fibrous phase in arthropod exoskeletons. The arrangement of the chitin nanofibrils into helicoidal ordered structures in the solid-state shells of several insects results in appearing the structural coloration particularly in beetle elytra and butterflies. The vision of the coloration in the creatures inspires scientists to develop biomimetic materials for photonic technologies. Chitin that is earth's most abundant polysaccharide after cellulose offers great opportunity for investigating sustainable chemistry for useful applications because of their unique properties such as toughness, high surface area, biocompatibility, and fascinating photonic properties. Finding new ordered chitin structures in biomass sources that allows for economically developing photonic materials at large scale is an interesting strategy for the design of new devices and catalysts. In this review, we summarized our recent work on the invention of the freestanding iridescent chiral nematic mesoporous chitin (or chitosan) nanofibril membranes obtained from the discarded seafood waste sources of the crustacean exoskeletons. We developed biomimetic templating routes that enable to transfer chirality into photonic mesoporous solid replicas. Bouligand-type mesoporous chitosan nanostructures were used as a chiral host to produce responsive photonic hydrogels and conducting composites. Liquid crystals of chitin nanorods prepared from sequential deacetylation and hydrolysis of the purified crustacean shells are used to template mesoporous inorganic solids or even convert to mesoporous N-doped carbon supercapacitors with nematic layered structure. Bringing the concept of sustainable chemistry into the photonic chiral structures, the future of these novel functional materials is certainly holding promise for creating new devices, catalysts, and investigating further templating to other materials.

Kết quả (Việt) 2:

Nhân loại phát hiện chitin trong sinh vật hơn hai thế kỷ. Nghiên cứu ban đầu bằng kính hiển vi điện tử cho thấy chitin tồn tại như là một giai đoạn xơ nano thứ bậc trong khung xương động vật chân đốt. Sự sắp xếp của các nanofibrils chitin vào xoắn ra lệnh cấu trúc trong vỏ rắn của một số loài côn trùng trong kết quả xuất hiện các màu sắc cấu trúc đặc biệt trong con bọ elytra và bướm. Tầm nhìn của các màu sắc trong các sinh vật truyền cảm hứng cho các nhà khoa học để phát triển vật liệu phỏng sinh học cho các công nghệ quang tử. Chitin là polysaccharide phong phú nhất của trái đất sau khi cellulose cung cấp cơ hội tuyệt vời cho điều tra hóa học bền vững cho các ứng dụng hữu ích vì tính chất độc đáo của họ như độ dẻo dai, diện tích bề mặt cao, biocompatibility, và các đặc tính quang tử hấp dẫn. Việc tìm kiếm các cấu trúc chitin đặt hàng mới trong các nguồn sinh khối cho phép để phát triển kinh tế vật liệu quang tử ở quy mô lớn là một chiến lược thú vị cho việc thiết kế các thiết bị mới và các chất xúc tác. Trong xem xét này, chúng tôi tóm tắt công việc gần đây của chúng tôi về việc phát minh ra óng ánh chiral nematic chitin mao (hoặc chitosan) màng nanofibril freestanding thu được từ các phế thải nguồn hải sản của khung xương giáp xác. Chúng tôi phát triển các tuyến đường templating phỏng sinh học cho phép chuyển chirality thành bản sao rắn mao quang tử. Bouligand kiểu cấu trúc nano chitosan mao đã được sử dụng như một máy chủ chiral để sản xuất chất hydrogel quang tử đáp ứng và vật liệu tổng hợp tiến hành. Các tinh thể lỏng của thanh nano chitin chuẩn bị từ deacetylation tuần tự và sự thủy phân của vỏ giáp xác tinh khiết được sử dụng để template chất rắn vô cơ mao hay thậm chí chuyển đổi để các siêu tụ điện carbon N-pha tạp mao với cấu trúc phân lớp nematic. Đưa khái niệm về hóa học bền vững vào các cấu trúc chiral quang tử, tương lai của các vật liệu chức năng tiểu thuyết chắc chắn giữ lời hứa cho việc tạo ra các thiết bị mới, chất xúc tác, và điều tra các khuôn mẫu hơn nữa để các vật liệu khác.