این تحقیق با هدف ارزیابی خواص فیلم های نشاسته حاوی نانوالیاف سلولز و لیگنوسلولز حاصل از ضایعات کارتن کنگره ای کهنه (OCC) به روش مکانیکی و با استفاده از دستگاه سوپر آسیاب دیسکی برای دستیابی به ویژگی های مطلوب مقاومتی، انحلال پذیری و زیست تخریب پذیری جهت کاربرد در بسته بندی مواد غذایی انجام گرفت. خواص نانوفیبرها شامل ویژگی های ریخت شناسی (میانگین قطری و توزیع قطری) با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM) بررسی شد. فیلم های مورد نیاز برپایه نشاسته با مقادیر 5، 10 و 15 درصد نانوفیبرسلولز و نانوفیبرلیگنوسلولز به عنوان تقویت کننده با استفاده از روش قالب گیری محلول تهیه شدند و اثرات نانوالیاف بر خواص فیزیکی، پایداری در برابر آب، اسید و قلیایی ضعیف، مقاومت های مکانیکی و همچنین زیست تخریب پذیری فیلم ها تحت شرایط هوازی (با استفاده از خاک) مطالعه شد. نتایج نشان داد متوسط قطری نانولیگنوسلولز، 10± 69 نانومتر و نانوسلولز 10± 28 نانومتر است. نتایج بررسی خواص فیزیکی و ممانعتی نشان داد با افزایش درصد نانوالیاف، روند جذب روغن کاهش یافت. با افزایش مقدار نانوسلولز، انحلال پذیری فیلم در آب، اسید و قلیا کاهش یافت؛ ولی در مورد نانولیگنوسلولز روند معکوس مشاهده شد. همچنین، بررسی مقاومت های مکانیکی نشان داد با افزایش سهم نانوسلولز و نانولیگنوسلولز، مقاومت به ترکیدن و پارگی در نمونه ها بهبود یافت، ولی میزان بهبود برای فیلم حاوی نانولیگنوسلولز کمتر از فیلم دارای نانوسلولز بود. با افزایش درصد نانوالیاف سلولزی، میزان تخریب زیستی نمونه های فیلم نشاسته در شرایط هوازی، 20-15 درصد افزایش یافت. می توان نتیجه گرفت بکاربردن نانوالیاف سلولز و لیگنوسلولز منجر به افزایش مقاومت های مکانیکی و کاهش انحلال پذیری در برابر حلال های مختلف (آب، اسید و قلیا) می شود. همچنین با استفاده از این نوع نانوالیاف، خواص زیست تخریب پذیری بهبود یافته و در نتیجه کاربردی تر شد. بنابراین فیلم های تولیدی فوق می توانند با رعایت شرایط تولید به عنوان یک بسته بندی موادغذایی مورد استفاده قرار بگیرد.

در سال های اخیر استفاده از نانو الیاف سلولز جهت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ مورد توجه زیادی قرار گرفته است. اما در این تحقیق، اثر کاربرد نانوالیاف لیگنوسلولزی تهیه شده از ماده اولیه بازیافتی کارتن-های کنگره ای کهنه با استفاده از روش مکانیکی سوپر آسیاب دیسکی بر برخی ویژگی های مقاومتی و پارامترهای فرآیندی تولید مقوا مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر TEM تهیه شده از نانوالیاف نشان داد که ضخامت این نانوالیاف در محدوده 80-10 نانومتر بودند. سپس، مقادیر مختلف نانوالیاف لیگنوسلولزی به روش اختلاط به خمیرکاغذ اضافه شد. در نهایت، ارزیابی مقاومت به کشش مقوای تولیدی نشان داد که افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی به مقدار 5 درصد باعث بیش از 50 درصد افزایش شاخص مقاومت به کشش در مقوای تولیدی گردید. اگرچه افزودن اختلاطی مقادیر زیاد نانوالیاف منجر به کاهش شاخص مقاومت به خمش (سفتی خمشی)، شاخص مقاومت به پاره شدن و به ویژه درجه روانی خمیرکاغذ گردید.

سابقه و هدف: در دو دهه گذشته، نانومواد زیستی پایدار نظیر نانوسلولز و نانوکیتین مورد توجه زیاد محققان جهت تولید محصولات در زمینه های مختلف قرار گرفته است. از جمله خواص بسیار مهم این نانو مواد زیستی می توان به زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، تجدیدشوندگی، در دسترس بودن ماده اولیه ارزان و فراوان، خواص مکانیکی بالا و همچنین ایمن بودن آن ها اشاره کرد. براساس این خواص کاربردهای متعدد برای این دو نانوپلیمر زیستی ایجاد شده است. یکی از این محصولات، نانوکاغذ است که از طریق ایجاد پیوندهای هیدروژنی بین نانوالیافهای سلولز یا کیتین تشکیل شده و در تولید آن از مواد افزودنی یا چسب استفاده نمی گردد. در سال های اخیر تمرکز بر تولید نانوکاغذ، بهینه سازی ویژگیهای آن و استفاده از آن در ساخت محصولات با تکنولوژی بالا رو به افزایش است. با عنایت به اهمیت فنی و کاربردی نانوسلولز و نانوکیتین و نانوکاغذ تهیه شده از آن ها و نیز لزوم بررسی و ارزیابی هر چه بیش تر این محصولات جهت انجام تحقیقات کاربردی آتی، در این مطالعه در نظر است تا نانوکاغذ نانوالیاف سلولز و نانوالیاف کیتین تشکیل شده و خواص فیزیکی و مکانیکی آن ها با هم مقایسه گردند. مواد و روش ها: برای انجام این مطالعه ژل نانوالیاف سلولز و ژل نانوالیاف کیتین از شرکت نانونوین پلیمر تهیه شد. بعد از تعیین درصد غلظت ژل ها، جهت ساخت نانوکاغذ از ژل نانوالیاف کیتین و ژل نانو الیاف سلولز ابتدا با دستگاه دست ساز فیلتراسیون خلأ نمد اولیه فیلم ها تشکیل شده و سپس با دستگاه آون خلأ به مدت 24 ساعت با دمای 70 درجه سانتی گراد خشک شدند. به منظور بررسی ویژگی های نانوکاغذهای حاصل، از آزمون های مختلف مانند میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM )، شفافیت کیفی و کمی، پراش پرتو ایکس (XRD )، کشش استاتیک و نفوذپذیری به هوا استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد متوسط قطر نانوسلولز و نانوکیتین به ترتیب 35 و 26 نانومتر بوده است. نانوکاغذ تهیه شده از هر دو نانوساختار کاملاً نسبت به عبور هوا نفوذناپذیر بودند. پیک های XRD نانوسلولز و نانوکیتین کاملاً با یکدیگر متفاوت بوده و درجه کریستالی آن ها به ترتیب 90 و 68 درصد محاسبه شد. مقاومت کششی، مدول یانگ و کرنش نانوکاغذ تهیه شده از نانوکیتین از مقادیر متناظر نانوکاغذ تهیه شده از نانوسلولز بیشتر بودند. نتیجه گیری: نانوسلولز و نانوکیتین از جمله نانوموادی هستند که اغلب ویژگی های مناسب فنی، محیط زیستی و اقتصادی را به طور یک جا در خود دارند. نانوکاغذ تهیه شده از آن ها نیز ویژگی های مناسب فیزیکی و مکانیکی نظیر نفوذناپذیری به هوا، شفافیت و مقاومت بالا از خود نشان داده است لذا بر مبنای این ویژگی ها و روند رو به رشد تحقیقات مرتبط، انتظار می رود در آینده نزدیک کاربردهای وسیع تری در زمینه-های پزشکی، مهندسی پزشکی، صنایع غذایی، کاغذسازی، الکترونیک و مغناطیس و. . . پیدا نماید.

ژلاتین به عنوان یک پلیمر طبیعی و سازگار با بدن، امروزه در مهندسی بافت برای کاربردهای پزشکی بسیار مورد توجه واقع شده است. اگرچه ژلاتین یک پلیمر محلول در آب است ولیکن الکتروریسی محلولهای آبی آن امکان پذیر نمی باشد. با توجه به اینکه ژلاتین در اسید فرمیک حل می شود در این تحقیق از مخلوط اسیدفرمیک و آب به عنوان حلال استفاده شده است و نانوالیاف ژلاتین از محلولهایی با غلظتهای مختلف ژلاتین در نسبتهای متفاوت آب- اسید، متناسب با ولتاژ تعریف شده برای هر محلول الکتروریسی شده اند. مورفولوژی الیاف به کمک میکروسکوپ الکترونی پویشی و تغییرات ساختار شیمیایی توسط FTIR بررسی شد. نتایج الکتروریسی نشان داد که تولید نانوالیاف ژلاتین از محلولهای با نسبت آب کمتر از 95% امکان پذیر بوده است. نتایج حاصل از تصاویر SEM نشان می دهد که که با توجه به نوع محلول قطر نانوالیاف بین 82 تا 277 نانومتر تغییر می نماید. با افزایش نسبت اسید، غلظت ژلاتین و ولتاژ تعداد دانه تسبیحی در الیاف کاهش می یابد. از طرفی با افزایش نسبت اسید و غلظت ژلاتین، قطر الیاف زیاد می شود. نتایج FTIR بیان می کند لایه نانوالیاف ژلاتین نسبت به پودر ژلاتین ساختار منظم تری داشته و نانوالیاف تهیه شده از محلولهای با مقادیر مختلف اسید، تفاوت ساختاری ندارند.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

امروزه استفاده از نانوالیاف سلولز رواج گسترده ای یافته است. این تحقیق با هدف بررسی عملکرد نانوالیاف سلولز کاتیونی و نانوالیاف سلولز-نشاسته کاتیونی انجام گرفت. در این پژوهش، نانوالیاف سلولز در سه سطح (10، 20 و 30 درصد) با استفاده از 3-کلرو-2-هیدروکسی پروپیل تری متیل آمونیوم کلراید کاتیونی شده و به کمک آزمون کجلدال، اصلاح کاتیونی نانوسلولز تایید شد. کارایی نانوالیاف کاتیونی شده سلولز در چهار سطح 0.1، 0.5، 1 و 2 درصد (بر اساس وزن خشک خمیر کاغذ) بر ماندگاری و آبگیری از خمیر کاغذ و نیز ویژگی های کاغذ باگاس، با ترکیب نانوالیاف سلولز (سطوح کاربرد مشابه)، نشاسته کاتیونی (0.2، 0.4 و 0.6 درصد بر اساس وزن خشک خمیر کاغذ) مقایسه شد. نتایج نشان داد اثر نوع و مقدار افزودنی های استفاده شده بر تمامی ویژگی های مقاومتی مورد بررسی در سطح اطمینان 99 درصد معنی دار بوده است. کاربرد نانوالیاف سلولزی به صورت اصلاح شده و اصلاح نشده به همراه نشاسته کاتیونی به افزایش درجه روانی و ماندگاری خمیر کاغذ و نیز مقاومت به عبور هوا در کاغذ تولیدی آزمایشگاهی منجر شد، اما عملکرد نانوالیاف سلولز کاتیونی در بهبود ویژگی های مکانیکی به مراتب بهتر از ترکیب نانوالیاف سلولز/ نشاسته کاتیونی بود. نانوالیاف سلولز کاتیونی به دلیل قابلیت برقراری پیوند یونی علاوه بر پیوند هیدروژنی، توزیع یکنواخت تری را در شبکه کاغذ موجب می شود و عملکرد بهتری را به عنوان زیست بسپار تقویت کننده کاغذ ایفا می کند.

اخیرا، کاربرد میکروارگانیسم ها برای تبدیل بیوماس گیاهی به بسیاری از فراورده های با ارزش تجاری مورد بررسی قرار گرفته است. تعدادی از نمونه های خاک، مواد گیاهی در حال پوسیدگی و کودهای دامی پوسیده شده از بخش های مختلف استان مرکزی به منظور جداسازی و تعیین هویت باکتری های هوازی که قادر به استفاده از نمونه های لینگین به عنوان تنها منبع کربن بودند، جمع آوری شدند. باکتری ها با استفاده از سه نمون هلیگنین، کلش گندم و خاک اره عصاره گیری شده با آب داغ جداسازی شدند. دو باکتری جداسازی شده که از جنس های استرپتومایسز (Streptomyces sp.) و سودوموناس (Pseudomonadse sp.) شناسایی شدند، قادر به تجزیه لیگنین و پلی ساکاریدهای کلش گندم و خاک اره بودند. میزان رشد استرپتومایسز و سودومانوس در محیط دارای کلش گندم بیشتر از محیط حاوی خاک اره بود. نتایج دیگر نشان داد که فراوری باکتریایی مواد لیگنوسلولزی و استفاده از مکمل ازت در محیط کشت، آثار قابل توجهی بر ترکیب شیمیایی کلش و خاک اره داشته است. هر دو جنس باکتری موجب افزایش پروتیین خام، لیگنین پلی مری قابل رسوب در اسید، لیگنین محلول و کاهش کربوهیدرات ها و لیگنین نامحلول کلش گندم و خاک اره در مقایسه با شاهد بدون باکتری شدند (P<0.01). استرپتومایسز به خصوص در محیط کشت دارای کلش توان تجزیه ای بیشتری نسبت به سودوموناس نشان داد. استفاده از عصاره مخمر (به عنوان منبع ازت)، توان تجزیه ای باکتری ها را بهبود بخشید. نتیجه این پژوهش نشان داد که این باکتری ها می توانند برای بهینه سازی بیولوژیکی بازمانده های کشاورزی به منظور تغذیه دام، مورد استفاده قرارگیرند.

سابقه و هدف: امروزه کاربرد نانوالیاف سلولزی برای ساخت محصولات مختلف از جمله کاغذ و مقوا، به شدت مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است. نانوالیاف سلولزی از خمیرکاغذ حاصل از منابع لیگنوسلولزی مختلف و با روش های متنوعی ساخته می شود. کیفیت این مواد می تواند با روش های مختلفی مورد ارزیابی قرار گیرد. در این میان، شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی یکی از ساده ترین و کم هزینه ترین روش ها برای پیش بینی عملکرد آنها در صورت استفاده برای ساخت کاغذ و مقوا محسوب می شود. در این مطالعه، به طور مشخص بر روابط بین شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی بر خصوصیات نهایی محصولات کاغذی پرداخته می شود. مواد و روش ها: در این مقاله، به دسته بندی مواد از لحاظ علوم رئولوژی پرداخته شد و جایگاه نانوالیاف سلولزی در بین آنها مشخص شد. سپس ضمن معرفی شاخص های مهم رئولوژی نانوالیاف سلولزی مثل نقطه تسلیم، ضریب میرایی، مدول ذخیره و مدول اتلاف و کرنش بحرانی، با ارائه مواردی از نتایج اندازه گیری شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی ارتباط آنها برای تعیین قابلیت تقویت کنندگی شاخص های کششی و ترکیدگی محصولات کاغذ و مقوا مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: مقادیر مدول ذخیره، به عنوان حساس ترین پارامتر در سنجش های ویسکوالاستیکی، هر چه نسبت به مدول اتلاف بیشتر باشد نشان از قابلیت ویسکوالاستیکی با گرایش الاستیک بیشتر می باشد که در مورد نانوالیاف سلولزی در صورتی که نسبت مقدار مدول ذخیره حدود 4 برابر مدول اتلاف در غلظت های یکسان برسد دلالت بر ویسکوالاستیک بودن ماده با میزان الاستیسیته قابل توجه است. در صورتی که مقدار ضریب میرائی برای ژل نانوالیاف سلولزی کم تر از 3/0 بدست آید نشان دهنده کشسان بودن زیاد این ژل ها با اجزایی در مقیاس نانومتر می باشد که این خصوصیات دلالت بر وجود ساختار درهم فرورفته شبکه ای نانوالیاف سلولزی و در نتیجه قابلیت تقویتی بیشتر برای کاربردهای مختلف از جمله تقویت استحکام کاغذ و مقوا است. کرنش بحرانی در مورد رفتار رئولوژی نانوالیاف سلولزی، تقریبا مستقل از درصد خشکی آن ظاهر می شود که دلالت بر پایداری خصوصیات ویسکوالاستیکی این ژل ها است. ژل های نانوالیاف تولیدی غلیظ و رقیق شده دارای رابطه نمایی با توان 3 با درصد خشکی می باشند. رابطه نمایی با توان 3 بین مدول و درصد خشکی، به عنوان یکی از معیارهای دست یابی به ژل نانوالیاف سلولزی در مقیاس نانومتری می باشد. نتیجه گیری: در مجموع ژل نانوالیاف سلولزی جز سیال های ویسکوالاستیک و تیسکوتروپیک محسوب می شود که در استفاده برای تولید کاغذ و مقوا هر میزان شاخص های الاستیک بیشتری داشته باشد نشان دهنده نانوالیاف با ضریب لاغری بیشتری است که می تواند نقش بهتری برای بهبود خواص استحکامی محصولات کاغذ و مقوا ایفاء کند. بنابراین هنگام تولید برای پیش بینی دستیابی به ژل نانوالیاف سلولزی در مقیاس نانو، می توان از ارزیابی ارزان قیمت تعیین شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی به جای تهیه تصاویر الکترونی گران قیمت استفاده نمود و حتی در قیاس دو نوع نانوالیاف سلولزی، با ارزیابی خواص رئولوژی آنها عملکردشان را برای تقویت کاغذ و مقوا پیش بینی نمود.

در این مقاله سنتز نانوالیاف کامپوزیتی SnO2/ZnO به روش ترکیبی الکتروریسی و فرآیند سل - ژل گزارش شده است. همچنین تاثیر ولتاژ کاری و غلظت پلی وینیل الکل بر مورفولوژی، اندازه و توزیع قطر نانوالیاف تهیه شده بررسی شده است. محلول های آماده شده از مواد پلی وینیل الکل، استات روی و کلرید قلع با غلظت های متفاوت پلی وینیل الکل در آب، تحت فرآیند الکتروریسی قرار گرفتند تا الیاف کلریدقلع / استات روی / پلی وینیل الکل حاصل شود و پس از کلسینه شدن به مدت 6 ساعت در دمای 650 oC نانوالیاف کامپوزیتی SnO2/ZnO تهیه شود. از آزمون های STA، XRD، SEM و EDX جهت مشخصه یابی و بررسی عوامل موثر بر مورفولوژی نانوالیاف استفاده گردید. نانوالیاف حاصل دارای قطر متوسط 75 نانومتر است. نتایج نشان داد که نانوالیاف کامپوزیتی SnO2/ZnO بدست آمده از خلوص فازی و شیمیایی بالایی برخوردار است.