تهیه فیلم فعال با خاصیت آنتی اكسیدانی با استفاده از رزین جاوشیر حاوی كربن كوانتوم دات
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
علوم و صنایع غذایی
استاد
هاجر شكرچی زاده
پلاستیکها در سالهای اخیر بخش قابل توجهی از ضایعات و آلودگیهای محیط زیستی را تشکیل دادهاند. به همین دلیل در جهت کاهش استفاده از فرآوردههای نفتی و همجنین به حداقل رساندن مسائل زیست محیطی، پلیمرهای زیست تخریب پذیر به عنوان جایگزین پلاستیک، تحت بررسی گسترده قرار گرفتهاند. با این حال این پلیمرها محدودیتهایی از جمله خواص مکانیکی و ممانعتی ضعیف دارا هستند که استفاده از نانوذرات به عنوان راه حلی در جهت بهبود خواص و تقویت این پلیمرها پیشنهاد میشود. از این رو، هدف از این پژوهش، تهیه فیلم جاوشیر حاوی نانوذرات گرافن کوانتوم دات دوپ شده با نیتروژن بود که دارای خصوصیات ضد اشعه فرابنفش، آنتی اکسیدان و ضد میکروب بوده و موجب افزایش ماندگاری مواد غذایی می شود. محلول حاوی گرافن کوانتوم دات دوپ شده با نیتروژن (N-GQD) با استفاده از پیش ساز فروکتوز به عنوان منبع کربن و نیتریک اسید به عنوان منبع نیتروژن جهت تامین عنصر دوپانت کننده به منظور افزایش عملکرد گرافن کوانتوم داتها به کمک روش هیدروترمال ساخته شد. طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) جهت بررسی گروههای عملکردی، تایید سنتز گرافن کوانتوم داتها و دوپینگ موثر نیتروژن در ساختار آنها انجام شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا (HR-TEM) نشان داد که نانو ذرات گرافنی بصورت کروی هستند و میانگین قطر در آنها 2/7 ±5/6 نانومتر و فاصله شبکه درون صفحهای 252/0 نانومتر است. طیف سنجی جذبی و سنجش مهار رادیکال آزاد(DPPH) نشان داد که محلول حاصل خاصیت جذب UV و آنتی اکسیدانی زیادی دارد. بار سطحی ذرات توسط آنالیز پتانسیل زتا mV 5/0 ± 6/8 اندازه گیری شد. در مرحله بعد فیلم جاوشیر با استفاده از رزین جاوشیر که توسط روش تقطیر کلدال با کمک اتانول استخراج شده بود، به همراه اتیل سلولز به عنوان هاردنر و حاوی محلول N-GQD با استفاده از روش ریخته گری تهیه شد. نتایج FTIR حضور گرافن کوانتوم دات دوپ شده با نیتروژن را در ساختار فیلم جاوشیر تایید نمود. مورفولوژی فیلمها با آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) بررسی شد و پراکندگی همگن و یکنواخت N-GQD در ماتریس پلیمر را نشان داد. خواص ضد پرتوی فرابنفش فیلم¬های جاوشیر تهیه شده با اسپکتروفتومتر بررسی شد. خواص آنتی¬اکسیدانی N-GQD نیز با روش مهار رادیکال آزاد DPPH مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور N-GQD در ساختار فیلم¬های جاوشیر، خواص ضد پرتوی فرابنفش و آنتی¬اکسیدان فیلم¬ها را افزایش داده است. نتایج آزمون ضخامت، حلالیت درآب و رطوبت نشان داد که مقادیر این سه پارامتر فیلم جاوشیر در اثر افزودن N-GQD افزایش یافته در صورتی که نفوذ پذیری به بخار آب و تورم فیلم تیمار شده کاهش داشته است. افزودن N-GQD به فیلم در خواص مکانیکی (مقاومت کششی و ازدیاد طول در شکست) آن تغییر معنی داری ایجاد نکرده و فیلم حاصل از انعطاف پذیری خوبی برخوردار است. با پوشش دهی میوه نارنگی توسط محلول فیلم جاوشیر و فیلم جاوشیر حاوی N-GQD، ارزیابی اثر فیلمها در ماندگاری مواد غذایی انجام شد و مشخص شد که پس از گذشت مدت 15 روز از زمان نگهداری در دمای? 25 میوههای پوشش داده شده نسبت به شاهد که بدون پوشش بود هیچگونه رشد کپکی را نشان ندادند که این تاییدی بر وجود خاصیت ضد قارچی و ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی فیلم جاوشیر و N-GQD میباشد. اما فیلم جاوشیر از بازار پسندی پایینتری برخوردار بود. در نهایت می توان گفت که فیلم جاوشیر حاوی N-GQD به دلیل دارا بودن جذب فرابنفش و ظرفیت آنتی اکسیدانی بالا و خواص فیزیکی و مکانیکی قابل قبول و ممانعت از رشد میکروبی، قابلیت مناسبی برای بسته بندی مواد غذایی دارد.
کلمات کلیدی: گرافن کوانتوم دات، هیدروترمال، جاوشیر، بسته بندی فعال، زیست تخریب پذیر، پوشش، آنتی اکسیدان، ضد فرابنفش، ضد میکروب

