فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: در دو دهه گذشته، نانومواد زیستی پایدار نظیر نانوسلولز (نانوالیاف سلولز باکتری و نانوالیاف سلولز چوب) مورد توجه زیاد محققان جهت تولید محصولات در زمینه‌های مختلف قرار گرفته است. از جمله خواص بسیار مهم نانومواد زیستی می‌توان به زیست‌سازگاری، زیست‌تخریب‌پذیری، تجدیدشوندگی، در دسترس بودن ماده اولیه ارزان و فراوان، خواص مکانیکی مناسب و همچنین ایمن بودن آن‌ها اشاره کرد. براساس این خواص کاربردهای متعدد برای این نانوپلیمر زیستی ایجاد شده است. یکی از این محصولات، نانوفیلم است که از طریق ایجاد پیوندهای هیدروژنی بین نانوالیافهای سلولزی تشکیل شده و در تولید آن از مواد افزودنی یا چسب استفاده نمی‌گردد. هنگامی‌که نانوالیاف سلولز باکتری (BCNF) و نانوالیاف سلولز چوب (WCNF) به‌صورت فیلم به‌عنوان تقویت‌کننده در ساخت نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای استفاده می‌شوند، به‌دلیل وجود ساختار شبکه‌ای سلولزی توانایی تقویت عالی را نشان می‌دهند. در سال‌های اخیر تمرکز بر تولید نانوکامپوزیت‌، بهینه‌سازی ویژگیهای آن و استفاده از آن در ساخت محصولات با تکنولوژی بالا رو به افزایش است. با عنایت به اهمیت فنی و کاربردی نانوالیاف سلولز، نانوفیلم (لایه) سلولزی و نانوکامپوزیت تهیه‌شده از آن‌ها و نیز لزوم بررسی و ارزیابی هر چه بیش‌تر این محصولات جهت انجام تحقیقات کاربردی آتی، در این مطالعه در نظر است تا خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت لایه‌ای سلولزی چوب و باکتری مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. مواد و روش‌ها: برای انجام این مطالعه ژل نانوالیاف سلولز چوب و فیلم تر نانوالیاف سلولز باکتری استفاده شد. برای ساخت نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای نانوالیاف سلولز چوب، ابتدا نانو لایه سلولزی چوب با استفاده از نانوالیاف سلولز چوب و روش وکیوم-فیلتراسیون ساخته شد و در مرحله بعد جابجایی حلال نانو لایه ها با اتانول و استون طی چند مرحله صورت گرفت. سپس رزین اپوکسی، هاردنر و استن با نسبت 20:10:70 مخلوط و روی همزن مغناطیسی جهت حذف حباب قرار گرفت، در مرحله بعد نانولایه سلولزی با رزین اپوکسی آغشته شده و به‌تعداد 4 لایه روی هم قرار گرفتند و سپس نانوکامپوزیت لایه‌ای با دستگاه پرس گرم به‌مدت 3 ساعت با دمای 60 درجه سانتی‌گراد و فشار 25 بار خشک شدند. مراحل ساخت نانوکامپوزیت لایه‌ای سلولز باکتری مشابه نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای سلولز چوب می‌باشد با این تفاوت که به‌منظور تهیه نانولایه سلولز باکتری، فیلم تر نانوالیاف سلولز باکتری در پرس گرم با دمای 70 درجه ‌سانتیگراد و به‌مدت 3 ساعت خشک شد و در مرحله بعد نانوکامپوزیت لایه‌ای مربوطه ساخته شد. به‌منظور بررسی ویژگی‌های نانوکامپوزیت‌های حاصل، از آزمون‌های مختلف مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) ، پراش پرتو ایکس (XRD ) ، طیف‌سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR)، کشش استاتیک و جذب آب استفاده شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد متوسط قطر نانوسلولزباکتری و نانوسلولزچوب به‌ترتیب 15±32 و 16±36 نانومتر بوده است. جذب آب نانوکامپوزیت لایه‌ای نسبت به نانولایه تهیه‌شده از هر دو نانوساختار پایین‌تر بودند. پیک‌های XRD نانوسلولزباکتری و نانوسلولزچوب با یکدیگر متفاوت بوده و درجه کریستالی آن‌ها به ترتیب 87 و 69 درصد محاسبه شد. مقاومت کششی، مدول یانگ و کرنش نانوکامپوزیت لایه‌ای تهیه‌شده از نانوسلولزباکتری از مقادیر متناظر نانوکامپوزیت لایه‌ای تهیه‌شده از نانوسلولزچوب بیشتر بودند. نتیجه‌گیری: نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای تهیه‌شده از نانوالیاف سلولزی ویژگی‌های مناسب فیزیکی و مکانیکی نظیر جذب آب پایین و مقاومت بالا از خود نشان داده است. لذا بر مبنای این ویژگی‌ها و روند رو به رشد تحقیقات مرتبط، انتظار می‌رود در آینده نزدیک کاربردهای وسیع‌تری در زمینه‌های هوافضا، اتومبیل، پزشکی، مهندسی پزشکی، صنایع غذایی، فیلم‌سازی، الکترونیک و مغناطیس و ... پیدا نماید.واژه‌های کلیدی: اپوکسی، نانوالیاف سلولز باکتری، نانوالیاف سلولز چوب، نانوفیلم، نانوکامپوزیت لایه‌ای.