الياف طبيعي از دوران باستان نقش بسيار مهمي را در صنعت نساجي بر عهده داشته و تا به امروز بدليل خواص منحصر به فردشان به عنوان منسوجات با كيفيت به نحو گسترده‌اي استفاده مي‌گردند. هر چند بدليل محدوديت‌هاي ريسندگي، تمامي الياف توليدي به علت كوتاهي طول قابليت ريسيدن و تبديل شدن به نخ و منسوجات را ندارند و گاهي اين الياف طبيعي در حين فرايند به هدر مي‌روند. از طرفي بسياري از منسوجات بدست آمده از اين الياف پس از مصرف به ضايعات تبديل شده و دور ريخته ميشوند. اين در حالي است كه مي‌توان اين الياف را بدليل خصوصيات ذاتي عالي در مصارف مختلف به كار برد. از بين اين مواد الياف پروتئيني طبيعي مانند پشم داراي خواص جذب رطوبت و ممانعتي متوسط بوده و با پوست انسان سازگار است. با توجه به حجم قابل توجه ضايعات پشمي كه به صورت محصول جانبي دباغي ها، كشتارگاه ها، الياف پشم غير قابل ريسندگي، فرش و لباسهاي مستعمل پشمي و غيره به دست مي آيد، امكان به كارگيري ضايعات پشمي بازيافت شده و تبديل آن به محصولات با ارزش افزوده وجود دارد. در اين طرح پژوهشي از روش هيدروليز آنزيمي به عنوان يك فرايند دوستدار محيط زيست براي تهيه نانوذرات از الياف پروتئيني پشم استفاده شده است. از طرف ديگر براي تهيه اين نانوذرات از منابع ضايعاتي استفاده شده كه در صورت موفقيت، مي‌توان از منابع انبوه ضايعات پشمي در تهيه اين نانو ذرات و استفاده از آنها در مصارف متنوع و نانوكامپوزيتهاي پليمري بهره برد و به اين ترتيب گامي بزرگ در جهت تجاري نمودن توليد نانوذرات پروتئيني برداشت.

امروزه يكي از شاخص‌هاي مهم جهت توسعه يافتگي كشورها مربوط به اهميت توجه به بازيافت ضايعات مي‌باشد. با توجه به توليد ساليانه ميليون‌ها تن پر در مرغداري‌ها، مي‌بايستي راه مناسبي براي استفاده از اين منبع ارزان و غني از پروتئين يافت. قسمت اعظم بدن پرندگان از پر پوشيده شده كه يك پوشش محافظ را براي پرندگان فراهم مي‌آورد. پر از پروتئين ليفي و نامحلول كراتين تشكيل شده كه سبب ايجاد خواص فيزيكي و شيميايي مطلوب آن شده است. علي رغم ارزش كراتين موجود در پر مقدار قابل توجهي از آن به وسيله سوزاندن و يا دفن كردن از بين مي‌رود، در صورتي كه مي‌توان از اين پرها به عنوان يك منبع پروتئيني پربازده و كارآمد در مصارف متعدد استفاده نمود. در اين طرح پژوهشي براي تهيه نانوذرات از پر مرغ از روش هيدروليز آنزيمي به عنوان يك فرايند دوستدار محيط زيست استفاده شده است. با توجه به خصوصيات ذاتي منحصر به فرد پر به عنوان يك ماده ليفي، نامحلول و سخت، مي‌توان نانوذرات توليد شده را در صنايع مختلف و هم‌چنين به منظور اصلاح خواص پليمرها و كامپوزيتهاي متنوع بكار برد و به اين ترتيب گامي بزرگ در جهت بازيافت پر و تجاري نمودن توليد نانوذرات پروتئيني برداشت.

با توجه به توليد ساليانه ميليون‌ها تن پر در مرغداري‌ها شاهد حجم بالاي ضايعات و پسماندهاي پر در مرغداري‌ها هستيم كه مقدار زيادي از اين ضايعات بي استفاده باقي مي‌مانند. اين در حالي است كه اين ضايعات منبع پروتئيني با ارزشي براي كاربردهاي گوناكون مي باشند. پشم به عنوان يكي از قديميترين الياف شناخته شده نساجي به علت خواص فيزيولوژيكي منحصر به فردش تا به امروز از اهميت بسياري در صنعت نساجي برخوردار بوده است. از طرفي كالاي پشمي داراي مشكلاتي از قبيل عدم راحتي در پوشش، جمع شدگي در حين شستشو و .... مي‌باشد كه براي حل اين مشكلات، اصلاحاتي از قبيل: اصلاحات شيميايي، فيزيكي، مكانيكي و بيوشيميايي بر روي سطح پارچه صورت مي‌گيرد. هر كدام از اصلاحات ياد شده داراي مزايا و معايب خاص خود مي‌باشد. در تحقيق انجام شده از پروتئين بازيافتي حاصل از پساب پر مرغ جهت بهبود خواص فيزيكي و شيميايي كالاي پشمي استفاده شده است. با به كارگيري نتايج حاصل از اين پژوهش مي‌توان گامي مهم در جلوگيري از هدر رفتن ضايعات پر در مرغداري‌ها، ايجاد ارزش افزوده و همچنين بهبود خواص پارچه پشمي برداشت.

در فرآيندهاي مختلف توليد منسوجات پنبه اي همواره مقادير زيادي از ضايعات به شكل الياف پنبه ضايعاتي توليد مي شوند كه در غالب موارد از چرخه مصرف خارج شده و كاربري مفيد و تعريف شده اي براي آنها وجود ندارد. در اين طرح الياف پنبه ضايعاتي كه از بخش كاردينگ خط ريسندگي الياف پنبه اي جمع آوري شدند، با استفاده از روش فعال سازي شيميايي به كربن فعال تبديل مي شوند. اسيد فسفريك به عنوان ماده فعالساز شيميايي مورد استفاده قرار گرفته و عمليات حرارتي تبديل ماده اوليه به كربن با شيب افزايش دماي 10 درجه سانتيگراد بر دقيقه تا رسيدن به دماي 450 درجه و به مدت نيم ساعت در اين دما انجام مي پذيرد. كربن فعال توليدي داراي ساختار ليفي بوده و بر اساس اندازه گيري هاي انجام شده از مقادير جذب يد و گاز نيتروژن داراي مساحت سطحي و تخلخل بالايي مي باشد. بيشترين گستردگي ابعاد حفره ها در محدوده ميكروحفره ها بوده و متوسط ابعاد منافذ معادل 9114/1 نانومتر اندازه گيري گرديد. فرآيند ساخت و استفاده از كربن فعال توليد شده از الياف سلولزي ضايعاتي ضمن كمك به حفظ منابع از طريق بازيافت ضايعات جامد، گامي ارزشمند در توسعۀ فرايندهاي تصفيه پساب هاي صنعتي و حفظ محيط زيست مي باشد.

در سالهاي اخير، استفاده از كربن فعال به عنوان جاذب بسيار مورد توجه قرار گرفته است. پژوهشهاي زيادي در مورد تهيه كربن فعال از منابع ضايعاتي بر پايه كربن انجام گرفته است كه در بخش عمده اي از اين تحقيقات، ضايعات كشاورزي و به ميزان كمتري الياف و پارچه هاي نساجي به عنوان ماده اوليه براي تهيه كربن فعال استفاده شده است. با توجه به بالا بودن درصد سلولز در پنبه و انجام نگرفتن تحقيقات جامع در اين زمينه، لزوم استفاده از پنبه، بعنوان ماده اوليه مفيد خواهد بود. از طرفي كربن فعال به صورت پودر و گرانول به خوبي شناخته شده است، اما در سال هاي اخير، استفاده از پارچه هاي كربن فعال غالباً به صورت پارچه هاي پوشش داده شده با پودر و گرانول مورد توجه خاصي قرار گرفته اند. استفاده از پارچه كربن فعال در مقابل پودر و گرانول داراي مزيت هايي است كه از جمله مي توان به نگهداري و كارگيري آسان پارچه در ابعاد و وزن هاي مناسب با كاربرد آن اشاره كرد. . در اين طرح از اسيد فسفريك به عنوان ماده فعالساز شيميايي جهت توليد منسوج كربن فعال از پارچه پنبه اي استفاده شده است .عمليات حرارتي در كوره الكتريكي تحت اتمسفر نيتروژن (دبيml/min 50) انجام شده است. با شيب افزايش دما 5/7 درجه سانتي‌گراد بر دقيقه دما به 500 درجه سانتيگراد مي رسد و در اين دما به مدت 30 دقيقه نگه داشته مي شود. بر اساس اندازه گيري هاي انجام شده از مقادير جذب يد و گاز نيتروژن متوسط قطر حفرات كربن فعال 86/1 نانومتر ميباشد و مجموع حجم حفره ها 3216/0 سانتي متر مكعب بر گرم تعيين گرديده است. وجود حفرات نانومتري در سطح كربن سبب شده است كه اين منسوج يك جاذب مناسب در جذب تركيبات آلي فرار و گاز‌هاي موجود در هوا و اتمسفر باشد. داشتن ساختار پارچه¬اي و در واقع منسوج بودنش يك حسن محسوب مي شود . تا بطور مستقيم در انواع فيلترها و ماسك هاي تنفسي بكار برده شود.

بازيافت، استفاده مجدد از موادكهنه و تبديل آنها به مواد جديد است و هدف از انجام آن جلوگيري از هدر رفتن مواد قابل استفاده مي باشد. از جمله مزاياي اين عمليات مي توان به كاهش مصرف مواد اوليه و انرژي اشاره نمود. از سوي ديگر بازيافت مواد به ظاهر غيرقابل استفاده، از جمله شاخص‌هاي توسعه يافتگي كشورها قلمداد مي‌شود و مي‌تواند در كاهش آلودگي محيط زيست موثر واقع گردد. از ميان ضايعات كارخانجات فرآوري طيور، پر با توجه به حجم انبوه آن مورد توجه زيادي قرار گرفته‌ است. در اين اختراع، كراتين پر به‌روش آبكافت آنزيمي با استفاده از نوعي پروتئاز قليايي، سطح فعال سديم دودسيل سولفات و احياكننده سولفيت سديم استخراج و تأثير سه پارامتر غلظت آنزيم، غلظت احياكننده و زمان عمليات آنزيمي بررسي شد. شرايط بهينه آبكافت آنزيمي: 2% (v/v) غلظت آنزيم، 15g/l غلظت احياكننده و 1/5 ساعت زمان عمليات مي‌باشد. وزن مولكولي كراتين بازيابي شده از پر، با استفاده از آزمون الكتروفورز 12-10 كيلودالتون تعيين گرديد. اسفنج متخلخل از كراتين بازيافتي به‌روش انجماد خشك تهيه شد و با توجه به اين ويژگي كه كراتين پر در آب نامحلول بوده و داراي مقادير زيادي باقي‌مانده‌هاي آبگريز مي‌باشد كه سبب مي‌گردد تمايل بالايي به جذب روغن داشته باشد، براي اولين بار به عنوان جاذب روغن مورد استفاده قرار گرفت. جهت بهبود ساختار اسفنج كراتيني تهيه شده از مقادير مختلف پلي وينيل الكل استفاده شد و ويژگي‌هاي اسفنج‌هاي مخلوط تهيه شده ارزيابي شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي اسفنجها حاكي از وجود ميكروساختار متخلخل است. خواص جذبي اسفنجها از طريق ميزان جذب روغن پارافين مايع بررسي و مشاهده شد كه اسفنج كراتين-PVA تحت شرايط بهينه داراي مقدار جذب روغن بيش از 50g/g مي‌باشد. نتايج طيف سنجي مادون قرمز نمونه‌ها نشان داد كه پيوندهاي هيدروژني ايجاد شده در اسفنج ‌مخلوط كراتين-PVA منجر به افزايش انسجام و حفظ ساختار اسفنج متخلخل شده است. مساحت سطح ويژه، حجم منافذ و متوسط قطر منافذ اندازه‌گيري شده توسط تخلخل‌سنجي BET به‌ترتيب 0/016941cm3g-1 ،9/0966 m2g-1و 7/4493nm است. ميزان نفوذپذيري هوا و بخار آب اسفنج تهيه شده به ترتيب 24/77mls-1cm-2 و 7- 10× g pa-1s-1m-1 6/58675 محاسبه گرديد كه در نتيجه تخلخل بالاي اسفنج تهيه شده است.

يكي از مشكلات عديده دنياي امروزه ما آلودگي محيط زيست مي باشد كه به تبع آن صنايع مختلف سعي در يافتن روش هايي دارند كه ضايعات كمتري ايجاد كرده و يا به نحوي از ضايعات ايجاد شده استفاده نمايند. يكي از اين صنايع صنعت نساجي مي باشد كه ضايعات آن به دو دسته تقسيم مي شود: ضايعات حين تليد محصولات و ضايعات پس از مصرف محصولات. هر قدمي در مسير كاهش اين ضايعات و استفاده بهينه از آن ها موجب تحولي عظيم در صنعت نساجي كشور مي گردد. از مهمترين ضايعات صنعت نساجي ضايعات سلولزي مي باشد. در اين طرح پژوهشي از الياف سلولزي ضايعاتي مانند پنبه براي توليد نانوذرات سلولزي استفاده شد. ابتدا الياف ضايعاتي تحت عمليات شستشو قرار گرفتند و پس از خشك شدن، خرد شدند. سپس الياف تحت عمليات هيدروليز آنزيمي قرار گرفتند. در نهايت بعد از 7 روز هيدروليز، از التراسونيك براي افزايش راندمان نانوذرات حاصله استفاده شد. بدين ترتيب يا استفاده از يك روش دوستدار محيط زيست، نانوذرات سلولزي كروي شكل تهيه شدند و ويژگي هاي آن ها مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به ويژگي هاي مطلوب اين نانوذرات زمينه هاي كاربردي فراواني براي آن ها وجود دارد كه از آن جمله مي توان به نانو كامپوزيتها، داربست هاي مهندسي بافت، فيلترها و ... اشاره نمود.

پلي يورتانها خانواده جالبي از پليمرها هستند كه در بسياري از كاربردها مثل بيومديكال، پوشش دهي، چسبها، كامپوزيتها و ... استفاده شده اند و روز به روز گسترش بيشتري مي يابند. معمولا براي بهبود خواص پليمرها از فيلرها و نانوفيلرها استفاده مي شود. امروزه به دليل مسائل زيست محيطي محققان ترجيح مي دهند از نانوفيلرهاي طبيعي استفاده كنند. يكي از اين نانو فيلرها كه در سال هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته، نانو ذرات سلولزي مي باشند. در اين طرح پژوهشي براي بهبود خواص پلي يورتان از نانوذرات سلولزي به عنوان فيلر استفاده شده است. ابتدا نانوذرات در يكي از اجزا سازنده پلي يورتان (پلي ال) ديسپرس شدند و سپس با افزودن ساير اجزا (دي ايزوسيانات و زنجير افزاينده)، نانو كامپوزيت پلي يورتان - سلولز با روش پليمريزاسيون درجا تهيه گرديد. استفاده از اين نانوذرات منجر به توليد ماده اي شد كه علاوه بر دارا بودن خواص مطلوب پلي يورتان، داراي خواص مكانيكي بالايي نيز مي باشد. نكته قابل توجه اينكه از يك منبع ضايعاتي براي تقويت اين پليمر استفاده شده است كه از نظر اقتصادي و زيست محيطي بسيار مطلوب مي باشد. همچنين نانو كامپوزيت با يك روش دوستدار محيط زيست تهيه شد كه در خور توجه مي باشد.

امروزه اهميت حفظ محيط زيست بدان جا رسيده است كه يكي از شاخص هاي توسعه يافتگي كشورها ميزان بازيافت و استفاده مجدد از مواد به ظاهر غير قابل استفاده است. به همين دليل در سال هاي اخير بسياري از دانشمندان و محققان پژوهش هاي خود را متوجه مسائل مربوط به محيط زيست وبازيافت كرده اند. سياست بسياري از كشورها در حال حاضر بر كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي و استفاده بيشتر از انرژي هاي تجديدپذير و سوخت هاي حاصل از منابع ديگر استوار است. اتانول سلولري هم يكي از اين سوخت ها است. در حقيقت اين نوع اتانول الكلي است كه از ريشه و تنه و ساقه و برگهاي گياهان توليد مي شود. اين سوخت گان هاي گلخانه اي كمتري نسبت به بنزين توليد مي كنند. دراين پروژه از الياف ضايعاتي پنبه و ويسكوز به عنوان منابع جديد توليد اتانول استفاده شده است. براي اين كار از روش هاي فيزيكي شيميايي و بيوشيميايي استفاده شد. ابتدا الياف با قليا آماده سازي شده و سپس تحت عمليات آنزيمي قرار گرفتند. ميزان قند آزاد شده نسبت به الياف اوليه با توجه به غلظت و زمان عمليات تعيين شد. از قند حاصل طي فرايند تخمير اتانول بدست آمد.