مهدیس شفاعی: دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع  طبیعی
الیاس افرا : استادیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
علی قاسمیان: دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
محمد­رضا دهقانی فیروزآبادی: دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
پونه ابراهیمی: استادیار دانشگاه گلستان

چكيده

امروزه ضرورت استفاده از فراورده ­های کاغذی در زندگی بشر احساس می­شود که می­توان از مصارف کاربردی آن به تولید کاغذ­های بهداشتی و مقواهای بسته­ بندی اشاره کرد. بهبود ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی کاغذ در مباحث کاربردی آن از اهمیت بالایی برخوردار می­باشد. به منظور تأمین این هدف به صورت متداول از روش­های فرآیندی مثل پالایش و افزودن موادی چون الیاف بلند و سایر مواد شیمیایی مثل افزودنی­های مقاومت خشک و تر به خمیر استفاده می­گردد. یکی از روش­های نوین در راستای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ، تولید نانو­سلولز­ها[6] مثل سلولز نانو فیبریله شده[7](NFC) با نسبت قطر زیاد و سطح مؤثر و در نتیجه گروه­های[8] OH در دسترس فراوان به عنوان تقویت­ کننده کاغذ می­باشد. از طرف دیگر، در صنایع مختلف مثل صنایع بسته ­بندی و محصولات بهداشتی، ایجاد خواص ضد­باکتری کمک شایانی به جلوگیری از توسعه و رشد باکتری­ها و در نتیجه ارتقاء درجه سلامت جامعه می­گردد. به منظور بهبود خواص ضد باکتری کاغذ می­ توان از نانو مواد مختلف مثل نانو نقره، نانو دی­اکسید تیتانیوم[9]، نانو اکسید روی و سایر مواد استفاده نمود. نانوذرّات اکسید نقره[10](NP) به عنوان عوامل ضد­میکروبی مورد توجّه زیادی قرار گرفته است، این مواد، دارای طول عمر بیشتری نسبت به عوامل ضد­میکروبی آلی هستند. افزایش آگاهی از بیماری­های عفونی ناشی از میکروارگانیسم ­های مختلف و توسعه مقاومت به آنتی­ بیوتیک[11]، باعث می­ شود، این تحقیق برای مواد جدید و کارآمد مواد ضد­باکتری ضروری باشد.

 

واژه هاي كليدي

فنّاوری نانو، نانو سلولز فیبریله شده، نانو ذرّات نقره و کاغذ بسته­ بندی.

 

1- مقدمه

بی­شک امروزه یکی از فنّاوری­هایی که مقبولیت و جاذبه خاصی در میان جامعه علمی پیدا کرده و باعث بهبود خواص و ویژگی ­های مواد شده، فنّاوري‌ نانو است. فنّاوري‌نانو، واژه‌اي كلي است كه به تمام فنّاوري­ هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو یعنی یک تا صد نانومتر اطلاق مي‌شود]1[. فنّاوری نانو یکی از سریع­ترین شاخه­ های تحقیقاتی در حال رشد در جهان است. این فنّاوری یکی از آخرین دستاورد­های علمی است که در شاخه­ های مختلف دانش بشری در حال ریشه دواندن است. شناخت و استفاده موفقیت­آمیز از فنّاورى نانو در صنعت چوب، تولید محصولات جدید با ارزش افزوده بالا را ممکن مى­سازد. تأثیر فنّاوري نانو بر صنعت کاغذ و مقوا­سازي، صنعتی سرمایه­ بر است و زمان لازم براي به­ کارگیري فرآیند­هاي جدید در آن بسیار زیاد است. با این شرایط، تعویض تجهیزات پرهزینه فقط هنگام بازسازي­ هاي عمده و راه ­اندازي خطوط تولید جدید انجام می­شود. کلیه فنّاوري­ ها از دهه 80 آغاز شد و محصولات جدید در دهه 90 توسعه یافته ­اند. تا کنون تعداد اندکی از کاربردهاي فنّاوري نانو در صنعت کاغذ به کار گرفته شده است. به طور مثال، استفاده از نانومیکرو ذرّات (سیلیکاي کلوئیدي[12]، هیدروکسید آلومینیوم کلوئیدي[13]) به صورت ترکیب با پلی­الکترولیت­هاي کاتیونی[14]، حفاظ­هاي نانو کامپوزیتی[15] براي استفاده در بسته­ بندي غذا، عایق­هاي روغن و چربی و تولید کاغذ­های بهداشتی ضد باکتری بخشی از این کاربرد­هاست]1[. ایده استفاده از مواد در اندازه نانو به منظور بالا بردن عملکرد کاغذ و مقوا در تمام محدوده کاربرد­ها از بهبود خواص نوری و مقاومتی تا تقویت خواص ممانعتی را پوشش می­دهد.

 رشد روز افزون مصرف مصنوعات کاغذی، نیاز­های مقاومتی ویژه بالاتر در محصولات جدید، از جمله استفاده از مصنوعات سلولزی در مصارف غیر­تحریر مثل محصولات بسته ­بندی، بهداشتی و همچنین بهبود خواصی همچون چاپ­پذیری و غیره نیاز به استفاده از روش­ها و مواد مختلف تقویت­کننده ساختار کاغذ را افزایش می­دهد]2[. پژوهش­هاي گسترده­اي براي بهبود خواص کاغذ و مقواي بسته­ بندي با استفاده از تقویت­کننده ­هاي سازگار با محیط زیست در حال انجام است. یکی از راهکارهاي مناسب در بهبود خواص مقاومتی این نوع از کاغذ­ها، استفاده از تقویت کننده­ ها، از جمله نانوساختارهاي سلولزي است]3[. پيشرفت در بسته­ بندي هوشمند در صنایع بسته­ بندی مواد غذایی براي افزايش عمر مفيد محصولات غذايي، هدف بسياري از شرکت­ها است. اين سيستم­هاي بسته بندي قادر خواهند بود پارگي­ها و سوراخ­ هاي کوچک را با توجّه به شرايط محيطي(مانند تغييرات دما و رطوبت) ترميم و مصرف­کننده را از فساد ماده غذايي آگاه سازند. فنّاوري نانو مي­تواند در مواردي مانند افزايش مقاومت به نفوذ در پوشش­ ها، افزايش ويژگي­هاي ديواره(مکانيکي، حرارتي، شيميايي و ميکروبي)، افزايش مقاومت در برابر گرما، جلوگیری از گسترش ميکروب­هاي فعال و قارچ­ها در سطوح بسته ­بندی کارساز باشد. هدف از این مقاله، چگونگی بهبود هم­زمان ویژگی­های مکانیکی و ضد­باکتری کاغذ می­باشد که برای این منظور، تولید نانو­سلولز فیبریله شده ضد باکتری با استفاده از نانو ذرّات نقره مورد بررسی قرار می­گیرد.

 

6- Nanocellulose

7- Nano fibrillated cellulose

8- Hydroxyl goroups

9- TiO2 nanoparrticles

10- Silver oxid nanoparticles

11- Antibiotics

1- Silica colloieds

2- Colloidal aluminum hydroxide

3- Polyeelectrolyte cationic

4- Composite

مجموع رتبه (0)

0 از 5 ستاره
افزودن نظر
  • اولین نظر را شما بدهید