مروری بر توسعه کاغذهای سوپر آب گریز: اصول، ساختار و نقش آن ها در جایگزینی محصولات پلاستیکی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری رشته صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و ساری، ایران.

2 دانشیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

3 دانشیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

4 دانشیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

doi
چکیده

سلولز، یکی از فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین ماده اولیه زیستی در جهان است که نقش مهمی در توسعه مواد پایدار ایفا می‌کند. قابلیت اصلاح‌پذیری و تنوع کاربردهای آن، به‌ویژه در تولید مواد کاغذی چندمنظوره، توجه گسترده‌ای را در راستای سیاست‌های "ممنوعیت پلاستیک" به خود جلب کرده است. بااین‌حال، ماهیت آب‌دوست سلولز به طور قابل‌توجهی کاربردهای آن را محدود کرده و چالش بزرگی در توسعه جایگزین‌های پایدار پلاستیک ایجاد کرده است. در این زمینه، تولید کاغذ سوپر آب‌گریز که با زاویه تماس بالای 150 درجه و زاویه لغزش کمتر از 10 درجه مشخص می‌شود، به‌عنوان راه‌حلی نوآورانه مطرح شده است. این کاغذها که از اثر لوتوس الهام گرفته‌اند، ویژگی‌های منحصر به‌فردی در برابر آب ارائه می‌دهند. کاغذهای سوپرآب‌گریز به‌ویژه در صنعت بسته‌بندی کاربردهای گسترده‌ای دارند، زیرا می‌توانند از محصولات در برابر رطوبت و مایعات محافظت کنند و در عین حال سازگار با محیط‌زیست باشند. این ویژگی‌ها، کاغذهای سوپرآبگریز را به گزینه‌ای ایده‌آل برای بسته‌بندی مواد غذایی، دارویی و محصولات حساس به رطوبت تبدیل کرده است.  تحقیقات در زمینه طراحی و ساخت سطوح سوپرآبگریز مبتنی بر سلولز در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته است. بنابراین، این مقاله مروری، ابتدا مفهوم سطوح سوپرآبگریز و اثر لوتوس را بررسی می‌کند. سپس مبانی علمی ترشوندگی سطوح، مدل‌های حاکم بر این پدیده و عوامل مؤثر بر تشکیل سطوح سوپرآبگریز مبتنی بر مواد سلولزی تشریح می‌شود. در نهایت، کاربردهای متنوع کاغذهای سوپرآبگریز، از جمله در بسته‌بندی پایدار و توسعه محصولات دوست‌دار محیط‌زیست، تحلیل و ارزیابی می‌شود.