سوپرجاذب‌ها

سوپرجاذب‌ها که در سال‌های اخیر تجاری‌سازی شده و توسط صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، ساختارهای سه‌بعدی پلیمری هستند که قادرند آب و محلول‌های آبی را تا چند صد برابر وزن خود ذخیره کرده و در مواقع لزوم رهاسازی کنند. استفاده از سوپرجاذب‌ها علی‌رغم مزیت‌های فراوانشان، مشکلات زیست‌محیطی و بهداشتی متعددی را به دنبال خواهند داشت. محققان دانشگاه شهید بهشتی تلاش کرده‌اند تا با به‌کارگیری نانومواد طبیعی در سنتز سوپرجاذب‌ها، ضمن افزایش زیست سازگاری، کارایی آن‌ها را نیز ارتقا بخشند.

دکتر سید رحمان جعفری پطرودی- عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی- با اشاره به این مطلب که مواد اولیه جهت تولید سوپرجاذب‌های موجود در بازار از مواد آلی بعضاً مضر استفاده می‌شود، در خصوص اهداف دنبال شده در طرح حاضر گفت: «از مشکلات بهداشتی سوپرجاذب‌های موجود در بازار می‌توان به ایجاد حساسیت برای نوزادان اشاره کرد. با عنایت به این مطلب، طرح حاضر یک هدف اصلی را دنبال می‌کند: بررسی قدرت نانوالیاف سلولز مشتق شده از ضایعات گندم در جذب و نگهداری آب و همچنین قابلیت تقویت‌کنندگی سوپرجاذب.»

ویژگی نانوسوپرجاذب جدید

وی خاطرنشان کرد: «در این طرح علاوه بر به حداقل رساندن مشکلات بهداشتی استفاده از سوپرجاذب‌ها، هزینه‌ی تولید آن‌ها را نیز به حدود یک‌سوم سوپرجاذب‌های موجود در بازار کاهش داده‌است.»

این محقق در خصوص سازوکار جذب سوپرجاذب‌ها و کارایی ویژه آن‌ها در حوزه‌ی کشاورزی افزود: «سوپرجاذب‌ها از پلیمرهایی آب‌دوست با ساختار سه‌بعدی تشکیل شده‌اند که قادرند با برقراری پیوند هیدروژنی با مولکول‌های آب، مقادیر زیادی از آب را در خود ذخیره کنند. ازاین‌رو، در سال‌های اخیر استفاده از آن‌ها در حوزه‌ی کشاورزی افزایش یافته است؛ چراکه سوپرجاذب‌ها با ذخیره و رهاسازی به‌موقع آب می‌توانند از مصرف بی‌رویه آب جلوگیری کنند.»

در این پژوهش همه‌ی مواد اولیه جهت سنتز نانوسوپرجاذب کاملاً طبیعی و مشتق شده از سلولز گیاهی بوده‌اند؛ ازجمله کربوکسی متیل سلولز، اتیل سلولز، نانوالیاف سلولزی. همچنین از اسیدسیتریک به‌عنوان عامل ایجاد اتصالات عرضی استفاده شده‌است. پس از سنتز نانوسوپرجاذب از میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی جهت بررسی ریزساختاری استفاده شده‌است. در نهایت نیز میزان قابلیت جذب آب و محلول‌های نمکی مورد ارزیابی قرار گرفته‌است.

نتایج حاکی از آن است که هر گرم از این نانوسوپرجاذب توانایی جذب ۲۰۰ گرم آب را دارد که در حضور ۱۰درصد وزنی نانوالیاف سلولزی حاصل شده‌است. همچنین میزان حساسیت یونی این نانوسوپرجاذب بین ۰٫۷۳ تا ۰٫۹۸ گزارش شده‌است.

این مقاله حاصل تلاش‌های دکتر سید رحمان جعفری پطرودی و دکتر اسماعیل رسولی گرمارودی- اعضای هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی- و مهندس جلال رنجبر- دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه شهید بهشتی- است. نتایج این کار در مجله‌ی Carbohydrate Polymers با ضریب تأثیر ۵٫۱۵۸ (جلد ۱۹۷، سال ۲۰۱۸، صفحه ۵۶۵ الی ۵۷۵) منتشر شده‌است.

منبع : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861718306544

         ستاد ویژه توسعه فناوری نانو