يمتاز السليلوز بتنوع استخداماته كأحد المواد الطبيعية الأساسية. يُستخدم في صناعة مجموعة واسعة من المنتجات مثل الورق، الوقود، النسيج، الإسفنج، الخشب، والمنسوجات النباتية.
استخدامات السليلوز
يُعَد السليلوز من أهم المواد الخام التجارية الطبيعية، مما يؤدي إلى تعدد استخداماته. وفيما يلي أبرز استخداماته:
-
صناعة الورق: يتم ذلك من خلال فصل السليلوز عن الخشب، ثم غسل اللب المتبقي وتبييضه.
- بعد ذلك، يُوضع الخليط على شبكة اهتزازية لتجفيفه، وتُجمع الألياف المتبقية لتجفيفها وضغطها، مما يؤدي إلى إنتاج ورقة.
- اكتشف العلماء الصينيون طريقة تصنيع الورق باستخدام السليلوز بجودة عالية في القرن الأول الميلادي.
-
صناعة النسيج: حيث تتكون آلاف الخلايا الليفية من السليلوز الموجودة على بذور القطن، مما يجعل هذه المادة تحتوي على 91% من السليلوز.
- يمكن بسهولة تحويل هذه الألياف إلى خيوط تُستخدم في صناعة الأنسجة.
- يستخدم أيضًا القطن والكتان وغيرها من الألياف الطبيعية لصناعة الحرير الصناعي.
-
الصناعات الغذائية: تتواجد مادة السليلوز كإضافة لزيادة نسبة الألياف في النظام الغذائي، حيث تُضاف إلى العديد من المنتجات الغذائية.
- تُستخدم أيضًا كمواد حافظة للأجبان، نظرًا لقدرتها على منع التكتل.
- يُستخدم السليلوز المطحون والسليلوز الدقيق كمثبتات ومكثفات ومستحلبات في الصناعات الغذائية.
- المواد المنزلية: يدخل السليلوز في تصنيع المواد اللاصقة، ومرشحات القهوة، والملينات، والإسفنج، وأفلام التصوير، وقطرات العين.
- مواد البناء: يُستخدم السليلوز في صناعة الدهانات المقاومة للرطوبة وفي مواد البناء والعزل الكهربائي.
- صناعة الوقود: يُعتبر السليلوز المستخرج من النباتات بمثابة مصدر للوقود، وكذلك يتم معالجة السليلوز المستخرج من فضلات الحيوانات لصنع وقود البيوتانول الحيوي.
-
استخدامات متنوعة: يمكن استخدام نترات السليلوز في تصنيع المتفجرات.
- علاوة على ذلك، يُمكن خلطه مع الكافور لإنتاج مادة بلاستيكية تُعرف بـ”السليلويد” المستخدمة في صناعة الأفلام المتحركة.
- ومع ذلك، تم استبداله بمواد بلاستيكية أحدث وأكثر أمانًا بسبب خطورته العالية وقابليته للاشتعال.
- يستخدم السليلوز أيضًا لترشيح السوائل في تقنيات الكروماتوغرافيا.
ما هو السليلوز
السليلوز (بالإنجليزية: Cellulose) هو كربوهيدرات معقدة تُعرف بأنها عديد السكاريد، حيث تحتوي على حوالي 3000 وحدة جلوكوز.
يُعتبر السليلوز العنصر الأساسي في تكوين جدران الخلايا النباتية، حيث يشكل 33% من المواد النباتية و50% من مكونات الخشب.
مصادر السليلوز الطبيعية
توجد مصادر طبيعية متعددة للسليلوز، منها:
- الألياف النباتية التي يتم إنتاج مليارات الأطنان منها سنويًا عبر التركيب الضوئي.
- بعض الكائنات البحرية مثل الغلاليات.
- السليلوز الكوني، الذي يُستخرج بكميات قليلة وبكلفة عالية من الفضاء.
مصادر السليلوز في النباتات
نظرًا لأن الجهاز الهضمي للإنسان لا يستطيع هضم السليلوز، يُوصى عادةً بتناول النباتات الغنية به للاستفادة منها. من هذه النباتات:
- النخالة.
- القمح.
- جميع أنواع المكسرات.
- البقوليات بأنواعها المختلفة.
- البازلاء الخضراء والمجففة.
- الملفوف.
- التفاح.
- الكمثرى.
- الخضراوات الجذرية.
معلومات هامة عن السليلوز
إليكم بعض المعلومات الأساسية عن السليلوز:
- يعتبر السليلوز نوعًا من السكر العديد، يشبه النشا من حيث التركيب، ويُوجد في جميع الأنسجة النباتية.
- يُعد السليلوز من المركبات الكيميائية الأكثر انتشارًا في الطبيعة.
- على الرغم من كونه سكرًا، إلا أن طعمه ليس حلوًا مثل باقي السكريات.
- إحدى ميزات السليلوز هي عدم قابليته للذوبان في الماء، كما لا يمكن نفاذه عبر أغشية الخلايا.
- أطلق أنسيلم باين الاسم “سليلوز” على المادة المكونة لجدران الخلايا النباتية عام 1838.
- لا يمكن الحصول على السليلوز بشكل نقي.
- الاسم التجاري للسليلوز هو R10، والذي يمكن مقارنته بآلفا-سليلوز.
- تعتبر مادة السليلوز غذاءً مثاليًا للحيوانات العاشبة، حيث يتم هضمها بواسطة الكائنات الحية في جهازها الهضمي.
- تستطيع بعض الحشرات أيضًا هضم السليلوز، مستعينة بالكائنات الأولية الموجودة في أمعائها مثل النمل الأبيض.
الخصائص الفيزيائية للسليلوز
هناك ميزات فيزيائية عديدة للسليلوز، نذكر منها:
- يتمتع السليلوز بخواص صلبة بلورية ولون أبيض.
- يتواجد السليلوز في جذوع الأشجار، كما يوجد في القطن بنسبة 98%، وهو أنقى أشكاله.
- السليلوز الخام بلا طعم أو رائحة، ويتميز بإمكانية تحلله حيويًا.
- يمكن العثور على السليلوز في أجزاء مختلفة من النبات، بما فيها الأوراق والساق والجذور والثمار.
الخصائص الكيميائية للسليلوز
إليكم بعض الخصائص الكيميائية الأساسية للسليلوز:
- يتكون السليلوز من سلاسل خطية مستقيمة غير متفرعة ترتبط جزيئات الجلوكوز مع بعضها عبر روابط تُعرف بـ 1-4 بيتا جلايكوسيدية.
- على الرغم من أن السليلوز لا يذوب في الماء، إلا أنه يذوب في المذيبات العضوية.
- تترابط سلاسل السليلوز بشكل موازٍ لبعضها من خلال روابط هيدروجينية، مما يمنح الألياف السليلوزية متانة وقوة.
- تحوي كل سلسلة من السليلوز على آلاف الجزيئات من الجلوكوز.
- تُقدر الكتلة المولية للسليلوز بحوالي 162.1406 غرام/مول، مع كثافة تبلغ 1.5 غرام/سم³، بينما تصل درجة انصهاره إلى حوالي 260-270 درجة مئوية.