اثر پلاسمای سرد بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی نانوکاغذ تهیه شده از نانوفیبر سلولز و نانوفیبر کیتین

Abstract

سابقه و هدف :در دو دهه اخیر، استقبال به استفاده از محصولات زیستی افزایش یافته است. این مطالعه با هدف بررسی اثرات پلاسمای سرد بر خواص فیزیکی و مکانیکی نانوفیلم های تهیه شده از هیدروژل سلولز چوبی و باکتریایی و کیتین انجام شده است. بیوپلیمرهایی که از پلی‌ساکاریدها به دست می‌آیند به علت مزایایی که در محیط زیست دارند و تجزیه زیستی آن‌ها، به طور گسترده‌ای مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته اند. متصل گشته‌اند.مواد و روش‌ها: نانوفیبرهای سلولز چوب سنتز مکانیکی(MCNF) به طور کلی به دلیل سازگاری زیستی، شکل پذیری،فراوانی در طبیعت، خواص ممانعتی عالی و هزینه کم به میزان فراوان مورد استفاده است. نانوفیبرهای سلولز باکتری (BCNF) یک پلیمر است که توسط میکروارگانیسم ها به وجود می‌آید. نانوسلولز باکتری خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی مخصوص خود را دارد. کیتین(ChNF) دومین پلیمر طبیعی بعد از سلولز است. کیتین دارای ظرفیت بالای تولید فیلم و خاصیت ضد میکروبی طبیعی دارد که آن را به ماده ای بالقوه برای بهبود ایده‌های جدید در زمینه ترکیبات ضد میکروبی، تبدیل کرده است. تیمار غیرحرارتی پلاسما(پلاسمای سرد)، یک روش مؤثر و گسترده برای اصلاح سطوح بسیاری از مواد است. در این مطالعه اثر پلاسمای سرد روی سه نوع نانوفیلم سلولز چوب سنتز مکانیکی، سلولز سنتز باکتری و کیتین را با 4 تیمار مختلف از پلاسمای سرد با زمان های در معرض قرار گرفتن 0، 3، 6 و 9 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. برای تولید فیلم‌ها از روش وکیوم فیلتراسیون استفاده می‌شود. خواص مورفولوژیکی نانوفیلم‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی تعیین می‌گردد. خواصی مثل ضخامت، وزن، دانسیته، ممانعت از نفوذ بخار آب، حلالیت در آب، رنگ سطحی فیلم ها، مقدار عبور نور و میزان شفافیت و خواص مکانیکی نانوفیلم ها نیز در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفتند. یافته‌ها: عکس های میکروسکوپ الکترونی(SEM) ساختاری همگن و یکنواخت را در نانوفیلم سلولز باکتری نشان داد. سلولز باکتری با حذف ترکیبات و مولکول‌های با وزن مولکولی کم، تا حدی وزن نانوفیلم‌ها را کاهش می‌دهد. سلولز چوب سنتز مکانیکی دارای ساختار قوی تری نسبت به سایر نانوفیلم‌ها را دارا است، و برای پارگی بافت نیاز به نیروی بیشتری است. نانوفیلم کیتین دارای ساختار متخلخلی است در حالی که نانوفیلم‌های سلولز دارای ساختاری همگن و یکنواخت است. پلاسمای سرد باعث کاهش وزن، چگالی ، حلالیت در آب، انتقال نور و ... می‌شود. نانوفیلم های کیتین دارای حداکثر افزایش طول (63/0 میلی‌متر)، استرس قابل تحمل (99/50 مگاپاسکال)، مدول الاستیک و مقاومت در برابر کشش است. هنگامی که نانوفیلم به مدت زمان طولانی در معرض پلاسمای سرد قرار گیرد، مدول الاستیسیته آن به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. نتیجه گیری: اعمال تیمار پلاسمای سرد اتمسفری منجر به افزایش مقاومت به نفوذ بخار آب و تولید ترکیبات قطبی می‌شود و همچنین باعث به وجود آمدن اتصالات عرضی در سطح فیلم می‌شود. در کل اعمال پلاسمای سرد باعث بهبود بسیاری از پارامترهای نانوفیلم می-شود ولی برخی دیگر را کاهش می‌دهد.

Keywords

• "نانوسلولز سنتز مکانیکی"
• "نانوسلولز باکتری"
• " نانوکیتین"
• "نانوکاغذ"
• :پلاسمای سرد"