پديد آورندگان :
جنتاماني، حسام الدين دانشگاه آزاد اسلامي واحد ساري - گروه علوم و صنايع غذايي , معتمدزادگان، علي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه علوم و صنايع غذايي , فارسي، محمد دانشگاه آزاد اسلامي واحد ساري - گروه علوم و صنايع غذايي , يوسفي، حسين دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مهندسي چوب و كاغذ
كليدواژه :
پلاسماي سرد , نانوسلولز باكتري , نانوسلولز سنتز مكانيكي , نانو كاغذ , نانوكيتين
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: نانوفيبرهاي سلولز چوب سنتز مكانيكي(MCNF) به طور كلي به دليل سازگاري زيستي، شكل پذيري،فراواني در طبيعت، خواص ممانعتي عالي و هزينه كم به ميزان فراوان مورد استفاده است. نانوفيبرهاي سلولز باكتري (BCNF) يك پليمر است كه توسط ميكروارگانيسم ها به وجود مي‌آيد. نانوسلولز باكتري خواص فيزيكي، مكانيكي و شيميايي مخصوص خود را دارد. كيتين(ChNF) دومين پليمر طبيعي بعد از سلولز است. كيتين داراي ظرفيت بالاي توليد فيلم و خاصيت ضد ميكروبي طبيعي دارد كه آن را به ماده اي بالقوه براي بهبود ايده‌هاي جديد در زمينه تركيبات ضد ميكروبي، تبديل كرده است. تيمار غيرحرارتي پلاسما(پلاسماي سرد)، يك روش مؤثر و گسترده براي اصلاح سطوح بسياري از مواد است. در اين مطالعه اثر پلاسماي سرد روي سه نوع نانوفيلم سلولز چوب سنتز مكانيكي، سلولز سنتز باكتري و كيتين را با 4 تيمار مختلف از پلاسماي سرد با زمان هاي در معرض قرار گرفتن 0، 3، 6 و 9 دقيقه مورد بررسي قرار گرفت. براي توليد فيلم‌ها از روش وكيوم فيلتراسيون استفاده مي‌شود. خواص مورفولوژيكي نانوفيلم‌ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني تعيين مي‌گردد. خواصي مثل ضخامت، وزن، دانسيته، ممانعت از نفوذ بخار آب، حلاليت در آب، رنگ سطحي فيلم ها، مقدار عبور نور و ميزان شفافيت و خواص مكانيكي نانوفيلم ها نيز در اين مطالعه مورد بررسي قرار گرفتند.
يافته‌ها: عكس هاي ميكروسكوپ الكتروني(SEM) نشان داد كه متوسط قطري نانوكاغذهايBCNF ،MCNF و ChNF به ترتيب برابر با 48 ،35و 26نانومتر بود. تيمار پلاسما در كل سبب روشنتر شدن رنگ نمونه ها گرديد. در اثر تيمار پلاسماي
سرد، نفوذپذيري به بخار در نمونه هاي با تيمار داراي زمان هاي كم، كاهش و در تيمارهاي با زمانهاي بيشتر اغلب افزايش
يافت. تيمار پلاسماي سرد بر حلاليت در آب نمونه ها تأثير معنيداري نداشت. بيشترين ميزان شفافيت مربوط به نمونه هاي با
3دقيقه تيمار پلاسما بود. در مقاومت به كشش نمونه ها نيز تيمار پلاسماي سرد سبب افت مقاومت ها و كرنش گرديد نتيجه گيري: به طوركلي در زمانهاي كم تيمار با پلاسماي سرد خواص نمونه ها بهبود يافت منتهي با افزايش زمان تيمار در اكثر موارد ويژگي هاي نمونه ها افت كردند.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Mechanically isolated cellulose nanofibers (MCNF), bacterial
cellulose nano-fibers (BCNF) and chitin nanofibers (ChNF), as nano-polysaccharides, have
attracted much attention of researchers during two past decades due to biocompatibility, good
barrier (barrier properties against water vapor, oxygen, and etc.), high mechanical properties as
well as low cost of their raw materials. Non-thermal plasma treatment (cold plasma) is an
effective way to modify the surfaces of a wide variety of materials. In this study, the effect of
cold plasma on the physical and mechanical properties of three types of nano-papers prepared
with MCNF, BCNF and ChNF were studied.
Materials and Methods: To study the effect of cold plasma on mentioned nano-papers, four
plasma treatment times of 0, 3, 6, and 9 minutes have been selected as variables. WCNF, BCNF
and ChNF in gel form were prepared from Nano Novin Polymer Co. (Iran). To produce
nano-paper from different nano-fibers, vacuum filtration method was used. Morphological
properties of nano-paper were determined by scanning electron microscopy (SEM). Water vapor
permeability (WVP), solubility in water, surface color of papers, transparency and the
mechanical properties of fabricated nano-papers were investigated.
Results: Scanning electron microscope (SEM) images showed that the average diameter of
MCNF, BCNF, and ChNF nano-papers were 35, 48, and 26 nm, respectively. Plasma treatment
increased the whiteness of specimens. As the result of plasma treatment, WVP decreased at
lower treatment time (3 min), while this property increased within treatment time over 3 min.
Plasma did not have considerable effect of water solubility of specimens. The specimens treated
with 3 min showed the highest transparency. All treated specimens showed less mechanical
properties compared to the control one.
Conclusion: In general, plasma could improve the properties of nano-papers at lower treatment
time while longer treatment times had negative effect on specimens’ characteristics.
