Nanofibrilles de cellulose
Nanomatériaux cellulosiques

2.1 Déstructuration mécanique de la cellulose

En soumettant les parois cellulaires végétales à un cisaillement mécanique intense, la structure des fibres d'origine est perdue et des microfibrilles ou des faisceaux de microfibrilles ayant des diamètres de l'ordre de 10 à 100 nm peuvent être extraits. La longueur peut atteindre l'échelle du micron. Les premiers travaux remontent à 1983  . Au cours de ce traitement, une suspension aqueuse diluée de fibres cellulosiques (1-2 % en poids) est utilisée pour anticiper l'augmentation de viscosité induite par le traitement. Trois appareils sont classiquement utilisés. Avec l'homogénéisateur haute pression de type Gaulin représenté sur la figure 5, la suspension est acheminée à travers une fente mince (soupape), où elle est soumise à un important effort de cisaillement. Au cours de l'homogénéisation la suspension est pompée à haute pression vers la soupape mue par un ressort permettant une succession rapide d'ouvertures et de fermetures qui génère une chute de pression importante et donc des forces de cisaillement et un impact. Cette combinaison de forces favorise un degré élevé de fibrillation des fibres cellulosiques.

Après plusieurs passages à travers l'homogénéisateur, la dispersion devient onctueuse, plus visqueuse et translucide. Une suspension bien homogénéisée est un hydrogel stable qui ne sédimente pas lorsqu'il est conservé à température ambiante dans un récipient fermé. Bien que l'eau soit le milieu liquide le plus utilisé, tout liquide polaire peut également être considéré, et le degré de fibrillation obtenu dépend de la polarité et des propriétés de gonflement induit par le liquide choisi sur la cellulose ...