اثر نوع عامل شبکه ساز بر ویژگی های پد حاصل از الکتروریسی پلیوینیل الکل - آلژینات سدیم - نانوالیاف سلولزی
نویسندگان
1 دانشیار گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
2 گروه نانوبیوتکنولوژی ، دانشکده زیست فناوری ، دانشگاه تخصصی فناوری های نوین، آمل، ایران
3 دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
4 دانشیار مهندسی منابع طبیعی- علوم و صنایع چوب و کاغذ، گروه پالایش زیستی، دانشکده فناوریهای نوین و مهندسی هوافضا، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیراب، ایران
5 گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
6 گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ، گرگان، ایران.
doi
10.22069/jwfst.2025.23073.2085چکیده
اثر نوع عامل شبکهساز بر ویژگیهای پد حاصل از الکتروریسی پلیوینیل الکل - آلژینات سدیم - نانوالیاف سلولزیچکیدهسابقه و هدف: در سالهای اخیر، استفاده از پدهای الکتروریسیشده با اتصالدهندههای شبکهساز بهدلیل خواص مکانیکی و زیستی بهبودیافته، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این پدها قابلیت زیادی برای کاربرد در مهندسی بافت و ترمیم بافتهای آسیبدیده دارند. در این پژوهش، اثر نوع عامل شبکهساز شامل کلرید کلسیم، اسیدسیتریک، گلوتارآلدئید و کلرید روی بر ویژگیهای مکانیکی پدهای حاصل از الکتروریسی پلیوینیلالکل (PVA)، آلژینات سدیم (NaAlg) و نانوالیاف سلولزی (CNF) بررسی شده است. مواد و روشها: برای تهیه پد الکتروریسی، ابتدا متغیرهای فرآیندی بهینهسازی شدند. سپس ترکیبی از محلول PVA، NaAlg و CNF تهیه و مقادیر مختلفی از عوامل شبکهساز در سطوح متفاوت به آن اضافه شد. عملیات الکتروریسی این محلولها تحت شرایط بهینه انجام و استحکام کششی آنها اندازهگیری شد. بهمنظور ارزیابی گروههای عاملی و مورفولوژی پد، از تحلیل طیفسنجی مادونقرمز فوریه (ATR-FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده گردید. از روش سطح پاسخ (RSM) بهطریق طرح مرکب مرکزی (CCD) جهت بررسی اثر متغیرهای آزمایش استفاده شد. آنالیز دادهها نیز با استفاده از نرمافزار Design Expert 12 انجام گردید.یافتهها: تحلیل نتایج بهدستآمده نشان داد که افزودن عوامل شبکهساز بهطور قابلتوجهی استحکام کششی پدهای الکتروریسی را افزایش میدهد. پدهای الکتروریسی حاوی کلرید کلسیم و گلوتارآلدئید بهترتیب ۷۷ و ۴۰ درصد افزایش استحکام کششی نشان دادند. اسیدسیتریک و کلرید روی نیز استحکام کششی پدها را تا ۲۹ درصد در مقایسه با نمونه شاهد افزایش دادند. تصاویر SEM نشان دادند که عامل شبکهساز کلرید کلسیم باعث نزدیکتر شدن الیاف و افزایش تعداد اتصالات میشود. نتایج ATR-FTIR تغییرات و ایجاد گروههای عاملی جدید را نشان میدهد که این تغییرات در نواحی ارتعاش کششی پیوندهای O-H و C=O مشاهده میشود. همچنین، تحلیل ATR-FTIR نشان داد که در حضور کلرید کلسیم، برهمکنش یونهای کلسیم با گروههای هیدروکسیل و کربوکسیل موجود در بسپارها منجر به تشکیل پیوندهای هیدروژنی و اتصالات جدید میشود.نتیجهگیری: استفاده از عوامل شبکهساز کلرید کلسیم و گلوتارآلدئید بهطور مؤثری موجب بهبود خواص مکانیکی و ساختاری پدهای حاصل از الکتروریسی PVA-آلژینات سدیم - نانوالیاف سلولز شد. بهطورکلی، نتایج این بررسی نشان داد که انتخاب مناسب عامل شبکهساز میتواند منجر به تهیه پد الکتروریسی با استحکام زیاد شود تا بهعنوان بستری برای بهکارگیری در کاربردهای مختلف پژوهشی استفاده گردد. همچنین، این تحقیق میتواند راهنمایی برای توسعه مواد پیشرفته و نوآورانه در حوزه مهندسی بافت و دیگر کاربردهای زیستی و پزشکی باشد.واژههای کلیدی: الکتروریسی، نوع شبکهساز، نانوالیاف، استحکام کششی.