حذف فتو شيميايي برخي از سورفكتانت هاي يوني(در دترجنت ها) به وسيله نانو فتوكاتاليزورها(TiO2,ZnO)

خلاصه توصيف: هدف توليد نانو الياف نانو كامپوزيتي كيتوسان/نانورس/ PVA با استفاده از حلال هاي كم خطر,آب مقطر و اسيد استيك بوده است كه بدين منظوراز تكنيك الكتروريسي استفاده شده است. امروزه با بالا رفتن طول عمر مفيد انسانها و همچنين افزايش جمعيت ، نياز به ترميم و جايگزيني بعضي از اجزاي بدن اجتناب ناپذير مي باشد .روشهايي كه تا كنون و پيش از ظهور نانو الياف به كار مي رفته اند ، پر هزينه ، پر خطر و در بعضي مواقع با ريسك بالا همراه بوده اند . استفاده از نانو الياف زيست سازگار به منظور تهيه داربست كشت سلولي و پانسمان زخم و رهايش دارو انقلابي بزرگ در صنعت پزشكي ايجاد نموده است . از ميان پليمرهاي طبيعي كيتوسان با خاصيت زيست سازگاري و ضد باكتري ذاتي خود داراي خواص منحصر به فردي هست كه امكان توليد محصولات متنوعي را به همراه خواهد داشت.براي سهولت الكتروريسي از پلي وينيل الكل استفاده ميشود كه هم با بافت بدن انسان سازگار است و هم اينكه پليمري زيست تخريب پذير و زيست سازگار است.جهت توليد داربست با ويژگي هاي خاص و داشتن استحكام فراوان از جز سوم نانو رس استفاده شده است. لايه نانو الياف نانو كامپوزيتي تهيه شده از اين سه ماده كاربرد زيادي در صنعت پزشكي به ويژه جهت كشت سلولهاي استخواني خواهد داشت . مطابق نتايج به دست آمده از اين تحقيق نانو الياف نانو كامپوزيتي كيتوسان/ نانو رس/ PVAبا متوسط قطر12.71 ± 85.48 نانو متر تهيه شده است .

تهيه نانو الياف ژلاتين/پلي كاپرولاكتان(از حلالهاي كم خطر) يكي از شاخه هاي حائز اهميت در حيطه نانو فناوري, توليد نانو الياف از پليمرها و ديگر مواد غير پليمري ميباشد.برجسته ترين خصوصيت نانو الياف، برخورداري از سطح مخصوص(سطح واحد جرم) بسيار بالا ميباشد.سطح مخصوص بسيار بالاي نانو الياف منجر به حصول توانايي منحصر به فردي جهت جذب يا رها سازي گروه هاي فعال، يون ها و ساير ذرات در مقياس نانو بر روي سطح نانو الياف گشته است.تكنيك هاي گوناگوني جهت توليد نانو الياف موجود است كه عبارتند از:كشش,ساخت قالب, تفكيك فاز,خودآرايي و الكتروريسي مي باشد كه طي پژوهشهاي گسترده بسياري بصورت جامع و كامل مورد مطالعه قرار گرفته است . در ميان روشهاي مختلف،الكتروريسي بنا به دلايلي همچون قابل كنترل بودن، تكرار پذير بودن،مقرون به صرفه بودن،سرعت بالا،تنوع محصولات و همچنين امكان توليد به صورت صنعتي از اهميت زيادي برخوردار است همچنين يكي از مزايايي كه اين روش نسبت به ساير روش هاي توليد نانو الياف دارد اين است كه در اين روش قطر الياف و طرز قرار گرفتن و آرايش الياف به ميزان زيادي تحت كنترل بوده و به پارامترهاي پروسه بستگي دارد. اين پارامترها شامل پارامترهاي محلول پليمر,شرايط پروسه (ولتاژ كاربردي, دما و اثر جمع كننده) و شرايط محيطي مي باشد كه با شناخت صحيح اين پارامترها ميتوان نانو اليافي با ساختار و مورفولوژي مناسب توليد نمود و حتي به ساختارهايي با خصوصيات ممتاز دست يافت. از ميان پليمرهاي طبيعي ژلاتين داراي خواصي همچون زيست سازگاري ،زيست تخريب پذيري و در دسترس بودن مي باشد كه جهت كاربرد در حيطه زيست پزشكي نانو الياف آن نقش بسيار مهمي ايفا مي كند. پلي كاپرولاكتان نيزپليمري مصنوعي است كه از پلي استرهاي آليفاتيك محسوب مي شود اين پليمر داراي خواص مطلوبي همچون زيست سازگاري,زيست تخريب پذيري وخواص مكانيكي مطلوب مي باشد كه در حوزه ي پزشكي كاربرد زيادي دارد.جهت توليد نانو اليافي با ويژگي هاي خاص و داشتن استحكام از مخلوط اين دو پليمر نانو اليافي تهيه شده كه اين لايه تهيه شده كاربردهاي فراواني در صنعت پزشكي و مهندسي بافت خواهد داشت. با توجه به كاربرد اين دسته از نانو الياف در صنايع پزشكي استفاده از حلالهاي كم يا بي خطر بسيار حائز اهميت است . همچنين حصول حداكثر ظرافت و حداقل قطر كار دشواري است كه با تغييرات پارامترهاي ريسندگي در اين تحقيق انجام شده است.

يكي از شاخه هاي حائز اهميت در حيطه نانو فناوري، توليد نانو الياف از پليمرها و ديگر مواد غير پليمري ميباشد. برجسته ترين خصوصيت نانو الياف، برخورداري از سطح مخصوص(سطح واحد جرم) بسيار بالا ميباشد. سطح مخصوص بسيار بالاي نانو الياف منجر به حصول توانايي منحصر به فردي جهت جذب يا رها سازي گروه هاي فعال، يون ها و ساير ذرات در مقياس نانو بر روي سطح نانو الياف گشته است.تكنيك هاي گوناگوني جهت توليد نانو الياف موجود است كه عبارتند از:كشش،ساخت قالب، تفكيك فاز،خودآرايي و الكتروريسي .پروسه الكتروريسي به عنوان برجسته ترين روش توليد مطرح ميباشد زيرا علاوه بر فراهم آوردن كنترل مناسب بر پروسه توليد نانو الياف،امكان توليد در اشل صنعتي را نيز ممكن مي سازد.پارامترهاي تاثيرگذار بر پروسه الكتروريسي عبارتند از:پارامترهاي محلول پليمر و شرايط پروسه (ولتاژ كاربردي، دماو اثر جمع كننده) و شرايط محيطي.با شناخت صحيح اين پارامترها ميتوان نانو اليافي با ساختار و مورفولوژي مناسب توليد نمود و حتي به ساختارهايي با خصوصيات ممتاز دست يافت.از ميان پليمرهاي طبيعي كيتوسان داراي خواص منحصر به فردي هست كه امكان توليد محصولات متنوعي را به همراه خواهد داشت. امروزه نانوالياف در حيطه زيست پزشكي (مانند استفاده از شبكه نانو الياف جهت ساخت نسج هاي نگه دارنده بافت همبندي) نقش بسيار مهمي ايفا مي كند. كيتوسان از مشتقات كيتين كه دومين پلي ساكاريد بسيار فراوان در طبيعت مي باشد،پليمري است كه از پوست سخت پوستان تهيه مي شود و كاربردهاي زيادي در صنايع مختلف از جمله صنايع پزشكي دارد.اين پليمر خواص مختلفي همچون زيست سازگاري،زيست تخريب پذيري و از همه مهمتر خاصيت آنتي باكتريال طبيعي اين پليمر است كه در پوشش هاي زخم بندي كاربرد بسيار دارد.از طرف ديگر براي سهولت الكتروريسي از ژلاتين استفاده ميشود كه هم با بافت بدن انسان سازگار است و هم اينكه پليمري زيست تخريب پذير و زيست سازگار است.جهت توليد داربست با ويژگي هاي خاص و داشتن استحكام فراوان از TPU نيز به عنوان جزء سوم در اين تركيب استفاده شده است كه اين لايه تهيه شده كاربردهاي فراواني در صنعت پزشكي و مهندسي بافت خواهد داشت.

يكي از شاخه هاي حائز اهميت در حيطه نانوفناوري ، توليد نانوالياف از پليمرها و ديگرمواد غير پليمري ميباشد. برجسته ترين خصوصيت نانوالياف ، برخورداري از سطح مخصوص (سطح واحد جرم) بسيار بالا ميباشد. سطح مخصوص بسيار بالاي نانوالياف منجر به حصول توانايي منحصربفردي جهت جذب يا رهاسازي گروههاي فعال ، يونها و ساير ذرات در مقياس نانو برروي سطح نانوالياف گشته است. چرا كه تنها الكتروريسي است كه با توجه به سرعت بالاي توليد و توانايي توليد انبوه قابليت تجاري سازي و توليد صنعتي را داراست .با كنترل شرايط فرايندي و عوامل تاثير گذار بر اين پروسه مي توان نانو الياف با خواص بي نظير جهت كاربرد در صنايع مختلف تاثير گذار بر زندگي انسان توليد نمود. با توجه به پيشرفت سريع علم در سالهاي اخير ، يكي از شاخه هاي علمي – صنعتي كه مورد توجه بسيار محققين و صنعت گران قرار گرفته است , شاخه پزشكي است . امروزه با بالا رفتن طول عمر مفيد انسانها و همچنين افزايش جمعيت ، نياز به ترميم و جايگزيني بعضي از اجزاي بدن اجتناب ناپذير مي باشد .روشهايي كه تا كنون و پيش از ظهور نانو الياف به كار مي رفته اند ، پر هزينه و در بعضي مواقع با ريسك بسيار همراه بوده اند . استفاده از نانو الياف زيست سازگار به منظور تهيه داربست كشت سلولي و پانسمان زخم و رهايش دارو انقلابي بزرگ در صنعت پزشكي و داروسازي و زيست محيطي ايجاد نموده است از اين ميان پليمرهاي به كار رفته براي توليد نانوالياف ، پليمرهاي زيست سازگار از جايگاه ويژه اي به منظور كاربردهاي زيستي برخوردار مي باشند.كيتوسان پليمري طبيعي است كه علاوه بر فراواني خواصي همچون زيست سازگاري مطلوب ، قابليت تجزيه بيولوژيكي، عدم سمي بودن، توانايي تشكيل فيلم ، فعاليت ضد ميكروبي، خواص جذب مطلوب دارا مي باشد كه توانايي تبديل شدن به نانو الياف را دارست . به منظور سهولت الكتروريسي اين ماده از جز دومي چون PVA به طور همزمان استفاده مي شود كه جهت افزايش كارايي و استحكام لايه نانو اليافي حاصل از اين دو جز از جز سوم زيست سازگار و غير سمي ديگري چون پكتين استفاده مي شود .بدين ترتيب هدف اصلي اين پژوهش كه توليد نانو الياف حاصل از اين سه جز مي باشد تامين مي گردد.از طرف ديگر با توجه به آنكه دو ماده اصلي اين اختراع (كيتوسان و پكتين) از ضايعات طبيعي (پوست سخت پوستان دريايي و ضايعات مركبات و سيب) تهيه مي شود كه ايران منبع غني اين دو ماده است ، ارزش افزوده اين طرح و توجيه اقتصادي مناسب آن , امكان تجاري سازي اش را ميسر مي سازد. در نتيجه باتوجه خواص پليمرهاي مذكور نانو الياف توليد شده از اين سه جزء پليمري مي تواند در صنعت پزشكي به خصوص مهندسي بافت و پوشش هاي زخم بندي مورد استفاده قرار گيرد.

يكي از شاخههاي حائز اهميت در حيطه نانوفناوري توليد نانوالياف از پليمرهاي زيست سازگار به منطور مصارف پزشكي ميباشد.امروزه با بالا رفتن طول عمر انسانها نياز به ترميم و جايگزين بعضي از اعضاي بدن لذا توليد نانوالياف به عنوان داربست كشت سلولي و پانسمان زخم و رهايش دارو انقلاب بزرگي در صنعت پزشكي و داروسازي مي باشد.نايلون يك پليمر مصنوعي زيست تخريب پذير،زيست سازگار با خواص مكانيكي بسيار مطلوب اما از خواص آبدوستي ضعيفي برخوردار است.به منظور بهبود خواص آبدوستي مي¬توان از پليمر ديگري به همراه آن استفاده كرد.پلي وينيل الكل يك پليمر مصنوعي زيست سازگار،زيست تخريب پذير،مقرون به صرفه است اما با توجه به خواص مكانيكي ضعيف و الكتروريسي مشكل اين پليمر،توليد آن به تنهايي كاربرد چنداني نخواهد داشت.بنابراين ميتوان با تركيب اين دو پليمر به خواص مطلوب تري دست يافت.هدف اصلي اين تحقيق تهيه نانوالياف نايلون/پلي وينيل الكل با حلال كم خطر و با قطر بسيار پايين است كه به عنوان حلال از اسيد فرميك استفاده شد.لازم به ذكر است،انتخاب حلال مناسب و بي خطر نقش مهمي را در اين فرايند ايفا مي كند چرا كه حلال مرسوم براي پلي وينيل الكل(آب) مي تواند نايلون را تخريب كند.در شرايط بهينه نانو الياف با ميانگين قطر11.54±80 نانومتر توليد شده است.

نانو الياف پليمري يكي از شناخته شده ترين محصولات فناوري نانو مي باشند . برخورداري از سطح مخصوص و تخلخل بالا و همچنين توانايي شكل گيري ساختار سه بعدي و خواص مهم مكانيكي و بيولوژيكي ، منجر به كاربردهاي بالقوه ي اين الياف در بسياري از زمينه ها شده است . كيتوسان يك پليمر طبيعي فراوان است كه به علت غير سمي بودن و دارا بودن خواص زيست سازگاري و زيست تخريب پذيري توجه زيادي را در صنايع پزشكي و بيولوژيكي به خود جلب كرده است . الكتروريسي كيتوسان به عنوان يك چالش بزرگ مطرح مي باشد ، از اين رو تركيب آن با ديگر مواد پليمري مانند ژلاتين مي تواند اين مشكل را حل كند. به منظور بررسي خاصيت ماندگاري نانوالياف و داربستهاي حاصل از آنها تست ميزان ماندگاري و تخريب در محلول PBS استفاده مي شود . به طور معمول به منظور افزايش ماندگاري از اتصال دهنده عرضي چون گلوتارآلدئيد استفاده مي شود كه ماده اي به الذات سمي است . لذا در اين تحقيق بر آن شديم كه به منظور رفع اين نقيصه از يك ماده جايگزين طبيعي و در دسترس خاصه در ايران كه همانا كتيراست استفاده شد .بدين منظور در اين پروژه نانوالياف با درصد هاي مختلف تركيب سه پليمر ژلاتين كيتوسان و كتيرا الكتروريسي شد و مورفولوژي نانوالياف كامپوزيت پليمري حاصل شده ، بررسي گرديد . به منظور مشاهده ريز ساختار نانو الياف ژلاتين/كيتوسان/كتيرا از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) استفاده شده است . خواص حرارتي و امتزاج پذيري پليمرها به وسيله آزمون SEM و طيف سنجي اشعه مادون قرمز (FTIR) و آزمون گرماسنجي افتراقي (DSC) بررسي شده است . تصاوير SEM نشان مي دهد كه نانو الياف تهيه شده در بهترين حالت يكنواخت و بدون مهره و بيد ، با حدود قطر 152-89.43نانو متر بوده است .

يكي از مسائلي كه محيط زيست را تهديد مي كند رنگزاهايي است كه در پسابهاي كارخانجات نساجي وارد محيط زيست و آبهاي طبيعي مي شود . اين گونه مواد سمي و گاهي سرطان زا بوده و همچنين به دليل اينكه حضور اين رنگزا ها باعث كدر شدن آبها مي شود امكان دسترسي گياهان آبزي را به نور خورشيد مشكل ساخته ، فتوسنتز را مختل مي كند.روشهاي مختلفي جهت تصفيه تا كنون ارائه شده است از جمله روشهاي بيولوژيكي ، كه به دليل زيست تخريب ناپذيري اين دسته رنگزاها عملا كاربردشان را بي فايده مي سازد. بهترين روش استفاده از جاذبهايي همچون زغال فعال است كه با توجه به گران بودن اين دسته از مواد مي بايد جايگزيني براي آنها پيدا كنمود . امروزه نانورسها در صنايع مختلف كاربرد بسياري دارند . ارزان بودن و در دسترس بودن آنها از دلايل عمده تمايل به استفاده آنهاست .اين ماده به خصوص پايه مونت موريلونيت آن به دليل قابليت جذب زياد مي تواند جايگزين مناسبي براي ديگر جاذبهاي متداول باشد . جهت جذب رنگزاي آلي ، آب گريز كردن رس كه به ذات آب دوست است امري اجتناب ناپذير است . لذا در اين تحقيق خاك رس بر پايه مونت موريلونيت پس از اصلاح به منظور تصفيه پسابهاي صنعتي حاوي رنگزاي نساجي استفاده شد و بدين منظور مونت موريلونيت اصلاح نشده با تركيبات آلي CTAB و DT اصلاح شد . رس اصلاح شده با تركيبلات الى قابليت جدا سازي تركيبات رنگزاي آلي را خواهد داشت . پس از اصلاح رس پسابهاي حاوي رنگزاي راكتيو و بازيك با استفاده از اين ماده تصفيه شد . آزمايشات نشان مي دهد كه رس اصلاح شده توانايي جذب مقادير بسيار زيادي از رنگزا را داراست .