به همت پژوهشگران ایرانی،

فناوری نانو علف‌های هرز را هم پرکاربرد می‌کند

محققان دانشگاه جیرفت و دانشگاه پیام نور کرج موفق به استخراج سلولز از علف هرز شده و ازآن جهت سنتز یک کاتالیست پرکاربرد بهره بردند.

کد خبر: ۶۸۸۳۳۴

چهارشنبه - ۰۹ خرداد ۱۳۹۷ / May 30, 2018

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه جیرفت و دانشگاه پیام نور کرج موفق به استخراج سلولز از علف هرز شده و ازآن جهت سنتز یک کاتالیست پرکاربرد بهره بردند. به علاوه، ماده سنتز شده جهت تولید نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن نیز مورد استفاده قرار گرفته است. استخراج سلولز از گیاهان خودرو در مقیاس صنعتی می‌تواند موجب صرفه‌جویی ۷۰ درصدی در قطع درختان گردد.

سلولز فراوان‌ترین پلیمر طبیعی است که به دلیل خواص منحصربه‌فردش کاربرد‌های متنوعی بالأخص در حوزه فناوری نانو از جمله فناوری غشایی تصفیه آب و دارورسانی هدفمند یافته است. یکی از منابع اصلی استخراج سلولز چوب درختان است. با توجه به بحران‌های زیست‌محیطی و قطع بی‌رویه درختان به‌عنوان منابعی تجدید ناپذیر، امروزه محققان به دنبال یک منبع جایگزین برای استخراج به‌صرفه‌تر و ارزان‌تر سلولز هستند.

دکتر آتنا نعیمی، عضو هیات علمی دانشگاه جیرفت و یکی از محققان طرح با بیان این مطلب که علف‌های هرز هرساله زیان‌های هنگفتی را به کشاورزان تحمیل می‌کند گفت: «گیاهان خودرو و علف‌های هرز یکی از مهم‌ترین عوامل کاهنده کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی به شمار می‌روند و کشاورزان سالانه هزینه زیادی را برای کنترل این گیاهان می‌پردازند. اما بااین‌وجود می‌توان به این گیاهان به‌عنوان یک منبع غنی از سلولز نگاه کرد. در پژوهش حاضر ما موفق به ارائه روشی ساده و ارزان شدیم که می‌توان به کمک آن سلولز را از گیاهان خودرو و علف‌های هرز استخراج کرد.»

وی ادامه داد: «درواقع ما در این تحقیق با ارائه راهکاری آسان، ارزان و سریع برای تولید گسترده سلولز، از یک سو علف‌های هرز و گیاهان خودرو را به یک گیاه مفید تبدیل کرده‌ایم و از سوی دیگر گامی در جهت جلوگیری از قطع گسترده درختان برداشته‌ایم. همچنین تولید انبوه سلولز می‌تواند موجب ترغیب صنایع در جایگزینی پلیمر‌های پایه نفتی شود.»

سلولز امروزه در فناوری نانو کاربرد‌های بسیاری یافته است. از جمله در کپسوله کردن نانودارو‌ها برای دارورسانی هدفمند بافت‌های سرطانی و همچنین ریزپوشانی ترکیبات مفید خوراکی جهت تولید محصولات غذایی فراسودمند. همچنین الیاف سلولز را می‌توان در سامانه‌های تصفیه آب پایه غشایی به کار گرفت. از کاربرد‌های دیگر آن می‌توان به تولید نانوکاتالیست‌ها جهت تسریع انواع واکنش‌ها در صنایع مختلف نیز اشاره کرد.

نعیمی در خصوص مراحل سنتز، مشخصه یابی و استفاده از کاتالیست ناهمگن سنتز شده در طرح حاضر گفت: «در طرح حاضر ابتدا سلولز از یک نوع گیاه خودروی شایع در مناطق شهرستان جیرفت استان کرمان با استفاده از یک روش سبز، ارزان و سریع استخراج شد. سپس ذرات آهن بر روی بستر سلولزی تثبیت شده و یک میکروکامپوزیت کاتالیستی سنتز شد. پس از فرایند سنتز، ساختار، مورفولوژی و پایداری حرارتی کاتالیست سنتز شده به کمک روش‌های مختلف مشخصه یابی و میکروسکوپی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه، کارایی کاتالیست سنتز شده در تسریع فرایند اکسیداسیون سنجیده شده و در نهایت از بیوکاتالیست سنتز شده جهت سنتز مستقیم نانوذرات اکسید آهن استفاده شد. بدین منظور بیوکاتالیست مذکور در دمای ۶۵۰ درجه به مدت سه ساعت نگه داشته شد.»

بر اساس نتایج به‌دست‌آمده بیوکاتالیست سنتز شده از عمر بالایی برخوردار بوده و می‌توان آن را می‌توان شش بار پیاپی مورد استفاده قرار داد.

آتنا نعیمی – عضو هیات علمی دانشگاه جیرفت، اصغر امیری- عضو هیات علمی دانشگاه پیام نور واحد کرج و الهام تاجیک- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند.