آمار
| تعداد نشریات | 13 |
| تعداد شماره‌ها | 643 |
| تعداد مقالات | 6,724 |
| تعداد مشاهده مقاله | 9,323,631 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,703,343 |
تهیه و ارزیابی ویژگی های زیستی نانوبیوکامپوزیت از نانوالیاف سلولز- نانوالیاف کیتوسان | ||
| پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 شهریور 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2025.23560.2106 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا جوادیان* 1؛ سعید رضا فرخ پیام2؛ حسین یوسفی3؛ محمد دهمرده قلعه نو4؛ مهدی ذوالفقاری5؛ تاکاشی نیشینو6 | ||
| 1دانشجوی دکتری صنایع چوب و فرآورده های سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران | ||
| 2دانشیار گروه صنایع چوب و فرآورده‌های سلولزی ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران. | ||
| 3دانشیار گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
| 4دانشیار گروه صنایع چوب و فرآورده‌های سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران. | ||
| 5استادیار گروه عمل آوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات و محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
| 6استاد گروه شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه کوبه، کوبه ،ژاپن. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: در سال‌های اخیر، توسعه مواد زیست‌تخریب‌پذیر و سازگار با محیط‌زیست برای کاربردهای بسته‌بندی به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و محدودیت‌های ناشی از استفاده از پلیمرهای مصنوعی، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. بیونانوکامپوزیت‌ها به عنوان جایگزین‌های پایدار برای بسته‌بندی مواد غذایی معرفی شده‌اند. در این میان، نانوبیوکامپوزیت‌های متشکل از نانوالیاف سلولز به عنوان فاز تقویت‌کننده و کیتوسان به عنوان فاز ماتریس به دلیل ویژگی‌های منحصر بفرد خود، از جمله تجدیدپذیری، زیست‌تخریب‌پذیری، زیست‌سازگاری و خواص ضدباکتریایی مورد توجه قرار گرفته‌اند. نانوالیاف سلولز به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و توانایی ایجاد ساختارهای شبکه‌ای، نقش مهمی در بهبود خواص مکانیکی و ممانعتی فیلم‌های بسته‌بندی ایفا می‌کند. در مقابل، ماتریس کیتوسان خاصیت ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی را بهبود می‌بخشد که این ویژگی‌ها برای افزایش ماندگاری مواد غذایی و کاهش فساد مهم است. بنابراین، ترکیب این دو نانوماده می‌تواند منجر به تولید بیونانوکامپوزیتی شود که ضمن داشتن عملکرد مکانیکی و فیزیکی مناسب، پتانسیل بالایی برای کاربردهای بسته‌بندی مواد غذایی دارد. در این مطالعه، تسهیل در تولید نانوبیوکامپوزیت نانوفیبر سلولز-کیتوسان از طریق روشی نوآورانه و سپس مشخصه‌یابی نمونه‌های ساخته شده از نظر خواص فیزیکی، مکانیکی و ضدباکتریایی بوده است. مواد و روش‌ها: در این مطالعه، از دو نوع ماده اولیه شامل ژل نانوفیبرسلولز و ژل نانوفیبرکیتوسان که از شرکت نانو نوین پلیمر تأمین شده بودند، بهره گرفته شد. پیش از آغاز فرآیند ساخت نانوبیوکامپوزیت‌ها، ابتدا غلظت دقیق هر یک از این ژل‌ها تعیین گردید و سپس با توجه به نسبت‌های مشخص‌شده، ترکیب‌های گوناگونی از آنها تهیه شد. اختلاط این ژل‌ها به همراه مقدار معینی آب مقطر و یکنواخت‌سازی آنها با کمک همزن مغناطیسی انجام گرفت تا سوسپانسیونی همگن حاصل شود. این محلول سپس جهت ساخت نانوکاغذ به دستگاه فیلتراسیون خلأ منتقل شد و پس از شکل‌گیری نمد اولیه نانوکاغذها، از دستگاه خارج و برای خشک شدن کامل، به مدت ۲۴ ساعت در آون خلأ با دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. در مرحله بعد، این نانوکاغذهای خام خالص و ترکیبی به نانوبیوکامپوزیت نانوفیبر سلولز-کیتوسان تبدیل شدند که برای این منظور، از روش انحلال بهره گرفته شد. بدین صورت که نمونه‌ها به مدت 4 دقیقه در محلول اسید استیک 5/0 درصد قرار گرفتند و سپس با سود ۱ درصد خنثی‌سازی شدند. پس از تثبیت ساختار از طریق چندین مرحله شستشو با آب مقطر، نمونه‌ها به‌طور کامل خشک گردیدند. در نهایت، به‌منظور بررسی ویژگی‌های این نانوکاغذها و نانوبیوکامپوزیت‌ها، آزمون‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان (FESEM)، طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، آزمون کشش استاتیک و ارزیابی خاصیت آنتی‌باکتریالی انجام شدند. یافته‌ها: نتایج حاصل از آزمون‌های مختلف نشان داد که فرآیند ترکیب نانوفیبرسلولز و نانوفیبر کیتوسان، منجر به بهبود قابل‌توجهی در ویژگی‌های ساختاری و عملکردی نانوکاغذها و نانوبیوکامپوزیت‌ها شده است. آنالیزهای XRD و FTIR تأیید کردند که پیوندهای شیمیایی بین اجزای کامپوزیت به‌درستی شکل گرفته و ساختار نهایی کریستالی برای ایجاد فازهای تقویت‌کننده و ماتریس مناسب است. بررسی ریزنگاره‌های FE-SEM نشان داد که نانوفیبر سلولز و نانوفیبر سلولز در مقیاس واقعی نانومتری (1 تا 100 نانومتر) قرار داشته و همچنین نانوفیبر سلولز بعنوان فاز تقویت‌کننده در ماتریس کیتوسان پراکنش و توزیع یکنواخت داشته است. همچنین، آزمون کششی حاکی از افزایش معنی‌دار مقاومت کششی در مقایسه با نمونه‌های نانوکاغذ خالص و ترکیبی خام بود. علاوه بر این، نتایج آزمون ضدمیکروبی نشان داد که بیونانوکامپوزیت‌های تهیه‌شده دارای خاصیت مهارکنندگی مؤثری در برابر باکتری‌های بیماری‌زا هستند که می‌تواند ماندگاری مواد غذایی را افزایش دهد. نتیجه‌گیری: در مجموع، روش نوآورانه تولید نانوبیوکامپوزیت نانوسلولز-کیتوسان مورد استفاده در این مطالعه به‌طور موفق اجرا شده و نانوبیوکامپوزیت‌های تهیه شده پتانسیل بالایی برای جایگزینی مواد بسته‌بندی دارند و می‌توانند به‌عنوان یک راهکار پایدار و زیست‌سازگار در صنایع بسته‌بندی مورد استفاده قرار گیرند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| نانوبیوکامپوزیت؛ نانوالیاف سلولز؛ نانوالیاف کیتوسان؛ بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر؛ خواص مکانیکی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 0 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب