Comparando celulosa en picea de Sitka y apio

La madera es un material con importancia tecnológica inmensa, y es ubicua en la vida cotidiana. Sus usos como gasolina también han sido de mayor importancia para la construcción desde que los humanos empezaron a construir albergues, casas, y barcos. Hoy en día, el interés en ella ha renacido ya que es un material ambientalmente consiente. Los usos de algún tipo de madera en particular dependen completamente de sus propiedades físicas, pero, aunque es un material económicamente importante, la estructura de la madera que subyace tales propiedades físicas no es bien comprendida. Sin embargo, como la mayoría de la madera consiste de 45-60% de celulosa, es claro que el entender la estructura de las fibras celulosas dentro de la madera es importante para comprender su resistencia física y su peso. Para elle se obtuvieron imágenes de Dispersión de Rayos X en Angulo Amplio (WAXS), al igual que difracción de fibras de diferentes muestras de madera y otras plantas fibrosas (incluyendo apio) usando el difractómetro RAPID II. El patrón de difracción obtenido de estos materiales fibrosos desvela información estructural de la cual se pueden extraer datos sobre los ángulos de la fibras y sus relaciones entre si. La ventaja del detector de área grande del D/MAX RAPID es que permite que toda la información requerida sea medida en una sola imagen, y su gran rango dinámico significa que es posible variar la exposición de la imagen sin preocuparse por sobrecargar el detector.


Celluose in Sitka spruce

Patrones de difracción en ángulo-amplio de microfibrillas de celulosa en picea de Sitka (arriba) y paredes celulares colenquimáticas de apio (abajo). La orientación dominante de las microfibrillas es vertical.

 Celluose in celery

En la mayoría de las muestras se observan dos picos simétricos, y la anchura-a-media-altura ofrece información sobre los ángulos de los micrifibrillos. Mientras que no es posible mover la muestra lateralmente de manera precisa dentro del RAPID II, es posible medir porciones representativas mediante diferentes secciones de la madera con precisión sub-milímetro. Las imágenes pueden ser medidas en menos de cinco minutos, y la parte relevante de la imagen de difracción puede ser integrada alrededor de X usando el AreaMax. La celulosa colenquimática del apio fue comparada con la madera de pice de Sitka, la cual esta orientada igualmente. Ambos materiales fueron examinados intactos con la celulosa in situ para evitar alteraciones estructurales o agregación de la celulosa durante el aislamiento; los perfiles radiales de las reflexiones ecuatoriales principales de ambos, y la celulosa altamente cristalina de la Valonia. Es visualmente evidente que los patrones de difracción de la celulosa de ambas plantas-superiores difieren una de la otra al igual que de la celulosa de Valonia. Las reflexiones [110] y [110] no están claramente separadas ya que pertenecían a la celulosa de Valonia, pero su grado de separación fue suficiente para crear un pico de intensidad con “cabeza-plana” en el patrón WAXS de la celulosa de picea. En el patrón WAXS del apio, estos dos picos se unen y aparentan ser un solo pico de intensidad. El pico de reflexión [200] está en una posición un poco diferente para cada fuente de celulosa. Es claro que hubo diferencias en la estructura cristalina entre las celulosas de la picea y del apio. La celulosa de la picea esta conformada de manera demasiadamente abierta como para lo que se espera de la estructura de una celulosa I con dimensiones limitadas, pero el ángulo monoclínico reducido, y la incrementación del espacio [200] en la celulosa del apio son características de lo que ha sido descrito como celulosa tipo IV. Resultados cortesía de Andy Parkin, Lynne H Thomas y Chick C Wilson, Grupo de Química Estructural, Universidad de Glasgow.


rapidEl D/MAX RAPID II es sin duda el rayos X detector de área más versátil en la historia del análisis de materiales. En producción por más de una década y mejorado continuamente durante ese período de tiempo, el éxito del RAPID II es una prueba de la idoneidad de la tecnología de placa de imagen para medir los patrones de difracción y dispersión difusa de una amplia gama de materiales. Read more...