استفاده از نانوذرات طبیعی و زیست تخریب پذیر در ساخت فیلم‌های نانوکامپوزیتی
سلولز فراوان‌ترین پلیمر طبیعی زیست تخریب پذیر و تجدید پذیر در جهان است. مواد سلولزی از جمله میکرو فیبر سلولزی، سلولز میکرو و نانوبلورهای سلولز به عنوان پرکننده‌های تقویتی در طیف گسترده‌ای از ماتریس‌های پلیمر استفاده شده است.
به گفته‌ی دکتر زهرا رفیعی، نانوذرات سلولزی ارزان و سبک بوده و خواص مکانیکی بسیار مطلوبی از خود نشان می‌دهند. از این رو، پتانسیل بالایی برای کاربرد در صنایع داروسازی، غذایی، محصولات آرایشی بهداشتی، تولید کاغذ و ساخت نانوکامپوزیت‌ها از خود نشان می‌دهند. با توجه به این موارد، در این پژوهش تلاش شده تا از این نانوذرات در ساخت نانوکامپوزیت‌های زیستی با استحکام بالا استفاده شود.
پژوهشگران دانشگاه یاسوج با استفاده از روشی سریع و ساده، نانوکامپوزیت‌هایی را در مقیاس آزمایشگاهی تولید کرده‌اند. این نانوکامپوزیت‌ها زیست تخریب پذیر و کم هزینه بوده و کاربرد اصلی آن‌ها در صنایع رنگ و پوشش و ساخت چسب است.
برای این منظور با پخش کردن سلولز میکروکریستالی در زمینه‌ی پلیمری پلی یورتانی، فیلم‌های زیستی با ساختار نانوکامپوزیت تهیه شده‌اند.
رفیعی در خصوص مزیت‌ها و ویژگی‌های نمونه‌های سنتز شده عنوان کرد: «طبق نتایج حاصل شده این نانوذرات زیست تخریب پذیر و ارزان قیمت، موجب بهبود قابل توجهی در خواص پلیمر پلی یورتان ازجمله خواص مکانیکی و خواص گرمایی آن می‌شوند. در واقع نانوکامپوزیت‌های تهیه شده استحکام و سفتی بالایی در مقایسه با پلی یورتان خالص نشان دادند. این امر می‌تواند منجر به استفاده از این نانوکامپوزیت ها در ساخت وسایل قابل کاشت در بدن از قبیل استفاده در کاشت‌های قلبی-عروقی شود.»
در صورت تکمیل آزمایش‌ها و دستیابی به تولید انبوه از این نانوکامپوزیت می‌توان در صنایع پوشش دهی و چسب نیز، برای ساخت پوشش‌ها و رنگ‌های زیست تخریب پذیر با قیمت مناسب استفاده کرد.
این نمونه‌ها با پخش کردن سلولز میکروکریستالی در مونومرهای پلی یورتان و با استفاده از روش پلیمری شدن تهیه شده‌اند. ویژگی‌های ساختاری و خواص نانوکامپوزیت‌های سنتز شده به کمک آزمون‌های FTIR، XRD و TEM مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.
این محقق دلیل برتری ویژگی استحکام نانوکامپوزیت‌های تولید شده نسبت به پلیمر خالص را بدین شرح بیان کرد: «برهمکنش کووالانسی و پیوندهای هیدوژنی بین پلی یورتان و نانورشته‌های سلولز موجب به وجود آمدن استحکام بیشتر می‌شود. علاوه بر این اطلاعات مربوط به آزمون گرماسنجی، بهبود چشمگیری در پایداری گرمایی نانوکامپوزیت‌های زیستی در مقایسه با پلیمر خالص نشان داد.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این تحقیقات در مجله‌ی Progress in Organic Coatings (جلد 86، سال 2015، صفحات 190 تا 193) به چاپ رسیده و از همکاری دکتر زهرا رفیعی- عضو هیأت علمی دانشگاه یاسوج- و ولی ا… کشاورز- کارشناس ارشد شیمی آلی پلیمر از این دانشگاه- حاصل شده است.
