تهیه و ارزیابی نانوچندسازه پلی وینیل الکل حاوی نانوذره های روی اکسید و مونت موریلونیت

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 4، دوره 16، شماره 4، اسفند 1401، صفحه 20-31   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.1964438.2049

نویسندگان

نگار معتکف کاظمی^{* 1}؛ الهه ملااکبری داریان²؛ راحله حلبیان³

¹دانشیار گروه نانوفناوری پزشکی، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

²کارشناس ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده داروسازی، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

³دانشیار مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی، موسسه زیست‌شناسی و مسمومیت سیستم‌ها، دانشگاه علوم پزشکی بقیه‌الله، تهران، ایران.

چکیده

هدف از پژوهش حاضر، بررسی ویژگی­های مکانیکی، پادباکتری، و سمیت سلولی نانوچندسازه زیست­سازگار پلی­وینیل الکل (PVOH) اصلاح­شده با نانوذره­های روی اکسید (ZnO) و مونت­موریلونیت (MMT) برای تهیه فیلم به­منظور کاربرد در بسته­بندی مواد غذایی است. نانوذره­های اکسید روی به روش آب­گرمایی با فرایند کاهش شیمیایی سنتز شد. در این روش، نمک روی استات به­عنوان پیش­ساز فلز، سود به­عنوان کاهنده و آب به­عنوان حلال به­مدت 1 ساعت در دمای C° 80 به­کار رفت. شناسایی نمونه­ها با پراش پرتو ایکس (XRD) برای ارزیابی ساختار بلوری، و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)  برای بررسی اندازه و شکل نانوساختارها انجام شد. ویژگی­های مکانیکی نمونه­ها بررسی شد و برپایه نتیجه­ها در فیلم بهینه، رطوبت به ^8-10× 008_/1 گرم بر مترمکعب کاهش، استحکام کششی به 492_/0 مگاپاسکال و مدول یانگ به 1_/24 پاسکال افزایش یافت. فعالیت پادباکتری علیه اشرشیاکلی با روش چاهک آگار ارزیابی شد و نانوچندسازه نهایی بیشترین ویژگی پادباکتری با مساحت هاله عدم رشد 64_/0 میلی‌متر را نشان داد. سمیت سلولی نمونه­ها با روش سنجش MTT بر رده سلولیHEK293  پس از یک، سه و پنج روز ثبت شد. بیشترین درصد زنده‌مانی سلول‌های نرمال در غلظت 25_/0 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر نمونه مشاهده شد و نانوچندسازه نهایی بیشترین زنده‌مانی سلولی را نشان داد. برپایه نتیجه­های به­دست آمده، نانوچندسازه حاوی نانوذره­های روی اکسید و مونت­موریلونیت می­توانند قابلیت خوبی برای کاربرد در صنایع بسته‌بندی مواد غذایی داشته باشند.

کلیدواژه‌ها

بسته بندی؛ پلی وینیل الکل؛ مونت موریلونیت؛ نانوذره های روی اکسید؛ نانوچندسازه

مراجع

[1] Othman, S.H.; Agric Agric Sci Procedia. 2, 296-303, 2014.

[2] Bari, S.S.; Chatterjee, A.; Mishra, S.; Polym Rev. 56(2), 287-328, 2016.

[3] Ebnerasool, F.S.; Motakef Kazemi, N.; AMECJ. 2(2), 5-12, 2019.

[4] Sanuja, S.; Agalya, A.; Umapathy, M.; Int. J. Polym. Mater. Polym. Biomater. 63(14), 733-740, 2014.

[5] Salmas, C.; Giannakas, A.; Katapodis, P.; Leontiou, A.; Moschovas, D.; Karydis-Messinis, A.; Nanomaterials 10(6), 1079, 2020.

[6] Tarapow, J.A.; Bernal, C.R.; Alvarez, V.A.; J. Appl. Polym. Sci. 111(2), 768-778, 2009.

[7] Hu, C.; Xu, Z.; Xia, M.; Vet. Microbiol. 109(1-2), 83-88, 2005.

[8] Tayel, A.A.; EL‐TRAS, W.F.; Moussa, S.; EL‐BAZ, A.F.; Mahrous, H.; Salem, M.F.; Brimer, L.; J. Food Saf. 31(2), 211-218, 2011.

[9] De Azeredo, H.M.; Int. Food Res. J. 42(9), 1240-1253, 2009.

[10] Lee, M.; Kim, D.; Kim, J.; Kyun Oh, J.; Castaneda, H.; Ho Kim, J.; ACS Appl. Bio Mater. 3(10), 6672-6679, 2020.

[12] Aslam, M.; Kalyar, M.A.; Ali Raza, Z.; Polym. Eng. Sci. 58(12), 2119-2132, 2018.

[12] Cazón, P.; Vázquez, M.; Velazquez, G.; Carbohydr. Polym. 195, 432-443, 2018.

[13] Jain, N.; Kumar Singh, V.; Chauhan, S.; JMBM. 26(5–6), 213-222, 2017.

[14] Suganthi, S.; Vignesh, S.; Kalyana Sundar, J.; Raj, V.; Appl. Water Sci. 10, 100-111, 2020.

[15] Haghighi, H.; Kameni Leugoue, S.; Pfeifer, F.; Wilhelm Siesler, H.; Licciardello, F.; Fava, P.; Pulvirenti, A.; Food Hydrocoll. 100, 105419, 2020.

[16] El Fawal, G.; Shehata, M.; Wang, H.; Egypt. J. Chem. 63(8), 3029-3039, 2020.

[17] Tan, R.; Li, F.; Zhang, Y.; Yuan, Z.; Feng, X.; Zhang, W.; Liang, T.; Cao, J.; De Hoop, C.F.; Peng, X.; Huang, X.; J. Nanomater. 2021, 1, 2021.

[18] Musetti, A.; Paderni, K.; Fabbri, P.; Pulvirenti, A.; Al-Moghazy, M.; Fava, P.; Food Sci. 79(4), E577-82, 2014.

[19] Mohammadi, S.; Babaei, A.; Int. J. Biol. Macromol. 201, 528-538, 2022.

[20] Jayakumar, A.; Radoor, S.; Nair, I.C.; Siengchin, S.; Parameswaranpillai, J.; Ka, R.E.; Food Packag. Shelf Life 30, 100727, 2021.

[21] Schiessl, S.; Kucukpinar, E.; Cros, S.; Miesbauer, O.; Langowski, H.C.; Eisner, P.; Front Nutr. 9, 790157, 2022.

[22] Mathew, S.; Mathew, J.; Radhakrishnan, E.K.; J. Polym. Res. 26(9), 223, 2019.

[23] Tran Pham, B.T.; Thi Duong, T.H.; Thi Nguyen, T.; Van Nguyen, D.; Dung Trinh, C.; Giang Bach, L.; J. Polym. Res. 28, 1, 2021.

[24] Paton, J.C.; Paton, A.W.; Clin. Microbiol. Rev. 11(3), 450-479, 1998.

[25] Tankhiwale, R.; Bajpai, S.; Colloids Surfacs B 90, 16-20, 2012.

[26] Bruna, J.; Peñaloza, A.; Guarda, A.; Rodríguez, F.; Galotto, M.; Appl. Clay Sci. 58, 79-87, 2012.

[27] Abd-Elrahman, M.I.; Nanosc Microsc Therm Eng. 17(3), 194-203, 2012.

[28] Viswanath, V.; Sreedharan Nair, S.; Subodh, G.; Muneera, C.I.; Mater. Res. Bull. 112, 281-291, 2019.

[29] Liu, G.; Song, Y.; Wang, J.; Zhuang, H.; Ma, L.; Li, C.; LWT-Food Sci Technol. 57(2), 562-568, 2014.

[30] Chakraborty, S.; Anoop, V.; George, N.; Bhagyasree, T.; Mary, N.L.; SN Appl. Sci. 1(6), 1-13, 2019.

[31] Khalilipour, A.; Paydayesh, A.; J. Macromol. Sci. Phys. 58(2), 371-384, 2018.

[32] Mahmoudi Alashti, T.; Motakef-Kazemi, N.; shojaosadati, S.A.; IJCCE. 40(1), 1-9, 2021.

[33] Hajiashrafi, S.; Motakef-Kazemi, N.; Nanomed Res J. 3(1), 44-50, 2018.

[34] Hajiashrafi, S.; Motakef-Kazemi, N.; Heliyon. 5, e02152, 2019.

[35] Li, X.; Xing, Y.; Li, W.; Jiang, Y.; Ding, Y.; FSTI. 16(3), 225-232, 2010.

[36] Tamimi, L.; Mohammadi Nafchi, A.; Hashemi‐Moghaddam, H.; Baghaie, H.; Food Sci Nutr. 9(8), 4497–4508, 2021.

[37] Sirelkhatim, A.; Mahmud, S.; Seeni, A.; Kaus, N.H.M.; Ann, L.C.; Bakhori, S.K.M.; Hasan, H.; Mohamad, D.; Nano-Micro Lett. 7(3), 219–242, 2015.

[38] Yang, S.T.; Liu, J.H.; Wang, J.: Yuan, Y.; Cao, A.; Wang, H.; Liu, Y.; Zhao, Y.; J Nanosci Nanotechnol. 10, 8638–8645, 2010.

[39] Liu, Q.; Liu, Y.; Xiang, S.; Mo, X.; Su, S.; Zhang, J.; Appl. Clay Sci. 51(3), 214-219, 2011.