برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۹/۰۴/۱۴ تا ۱۳۹۹/۰۴/۲۰

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

ضمائم مقاله
مقالات مرتبط
اخبار مرتبط
آمار مقاله
  • بازدید کل ۷,۷۰۹
  • بازدید این ماه ۳۶
  • بازدید امروز ۰
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۱۱۶
  • قبول شدگان ۸۷
  • شرکت کنندگان یکتا ۷۳
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۷۰
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

پیشرفته 1

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

تکمیل عطرآگین منسوجات با استفاده از نانومواد

چکیده
ایجاد ویژگی های نوین در منسوجات همواره مورد توجه محققان قرار داشته است، فناوری هایی نظیر ضد چروک، ضد آب، ضد میکروب، عطرآگینی منسوجات و ... سبب افزایش ارزش افزوده و کارایی منسوجات می شوند. مطالعات مختلف که در سراسر جهان صورت گرفته است مبین تاثیر قابل توجه انواع رایحه ها بر رفتار و حالت روانی افراد می باشد [1]. رایحه ها می توانند سبب برانگیزش احساسات شوند و به این منظور وارد کردن مواد عطرآگین در ساختار منسوجات می تواند سبب تاثیرات روحی فراوان بر افراد استفاده کننده شود [2]. از سوی دیگر تاثیرات جسمی این مواد نیز توسط شیمیدان فرانسوی، رُنه موراسن گاته فوس به اثبات رسید. او دریافت که پس از استفاده از روغن معطر حاصل از سنبل، هیچ اثری (اسکار زخم) روی دست سوخته اش باقی نمانده است، وی پژوهشی را به منظور درمان بیماری های جسمی و روحی با استفاده از عطر‌ها و اسانس های طبیعی آغاز و واژه آروماتراپی (رایحه درمانی) را برای استفاده درمانی از عطر‌ها ابداع کرد. در طول جنگ جهانی دوم نیز جراح فرانسوی ارتش، دکتر جین والنت، از عصاره‌های عطرآگین به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده کرد [3].

 

1- مقدمه
اغلب مواد معطر طبیعی مایعاتی روغنی و فرار هستند که از بخش های مختلف گیاهان به ویژه بخش های هوایی گیاه نظیر برگ و گل ها تهیه می شوند. این ترکیبات در اثر واکنش های متابولیک پیچیده و به منظور محافظت گیاه از گزند میکروارگانیزم های مختلف بیماری زا، دفع حشرات و به منظور کاهش میل برخی از جانداران گیاه-خوار تولید می شوند. با توجه به تمایل ذاتی حشرات به رایحه گیاهان، ترکیبات معطر گیاهان سبب جذب حشرات و تسهیل فرایند تولید مثل گیاهان به واسطه پراکندگی گرده ی گیاهان توسط حشرات می شوند [4]. فعالیت زیستی ترکیبات معطر طبیعی نظیر خواص ضد باکتری، ضد ویروس، ضد التهاب، ضد قارچ، ضد جهش ژنتیکی، ضد سرطان و آنتی اکسیدانی توسط محققان گوناگون به اثبات رسیده است [5]. ساختار برخی از ترکیبات مشتق شده از اسانس های روغنی معطر با خواص ضد میکروبی در جدول 1 نشان داده شده است.
جدول 1.ساختار برخی از ترکیبات مشتق شده از اسانس های روغنی معطر با خواص ضد میکروبی
filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9 filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2 filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636 filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820
Menthol Thymol Carvacrol Terpene
filereader.php?p1=main_c9f0f895fb98ab915 filereader.php?p1=main_8f14e45fceea167a5 filereader.php?p1=main_1679091c5a880faf6 filereader.php?p1=main_e4da3b7fbbce2345d
Cinnmaldehyde Eugenol Geraniol Citral
2- منسوجات عطرآگین
با وجود آن که مبحث منسوجات عطرآگین چندان جدید نیست اما رویکرد نوین محققان در استفاده از رایحه درمانی موجب پدیدار شدن مبحث جدیدی در این صنعت تحت عنوان تکمیل با آروما (عصاره‌های عطرآگین) شده است. در گذشتـه عصاره‌های عطـرآگین معمولاً از طریق اسـپری کردن مستقیم بر سطح منسوجات استفاده می شدند، امروزه ریزکپسول های حاوی عطر روی سطح منسوجات پوشش داده می شوند و در زمان استفاده از لباس و در اثر فشار یا سایش، ریزکپسول ها تخریب شده و رایحه آزاد می شود [6]. منسوجات عطرآگین علاوه بر انتشار رایحه دلنشین، با توجه به نوع ماده معطر، می توانند از نظر درمانی نیز حائز اهمیت فراوان باشد.

3- نانوفناوری و مواد معطر
سال های متمادی، محققان در جستجوی فرمولاسیون نوینی برای رهاسازی تدریجی ترکیبات دارویی بودند. امروزه این نوع فرمولاسیون تحت عنوان سامانه های رسانش دارو (DDS) شناخته می شوند که در مقایسه با روش های متداول دارورسانی از مزایای زیادی برخوردار می باشند [7]. به منظور کنترل میزان رهایش، افزایش بازدهی، کاهش سمیت و اثرات جانبی ترکیبات معطر نیز از سامانه های مشابه رهایش مواد دارویی استفاده می شود [8].
نانوحامل ها دارای ساختارهای متفاوتی بوده و قادر به محافظت از ترکیبات معطر در برابر اکسایش یا تبخیر هستند، از آن جمله می توان به نانوحامل های لیپیدی، نانوامولسیون ها، نانوذرات پلیمری زیست سازگار و ... اشاره کرد. در شکل 1 برخی از انواع نانوحامل ها به صورت طرح واره نشان داده شده اند.

filereader.php?p1=main_14dba61b399baabd2
شکل 1. برخی از انواع نانوحامل ها

در دهه 1970 میلادی نخستین بار از نانوذرات برای حمل واکسن و داروهای ضد سرطان استفاده شد. امروزه علاوه بر ترکیبات دارویی، از نانوذرات به منظور حمل و حفاظت از ترکیبات معطر و جلوگیری از تجزیه گرمایی و نوری، افزایش طول عمر و کارایی رایحه بهره گیری می شود.

4- نانوحامل های پلیمری
نانوحامل های پلیمری به دو گروه نانوکپسول ها و نانوگوی ها تقسیم می شوند. نانوکپسول ها دارای ساختار پوسته/هسته بوده، حال آنکه نانوگوی ها سامانه های ماتریسی پلیمری هستند. ترکیبات روغنی معطر ممکن است به پلیمر (ماتریس یا دیواره) متصل شوند و یا در هسته نانوکپسول قرار گیرند. به این منظور از پلیمرهای زیست سازگار با منشاء طبیعی همچون کایتوسان و مصنوعی همچون پلی(DL-لاکتید-کو-گلایکولید) (PLGA) برای تولید نانوحامل های پلیمری استفاده می شود [9].

5- روش های تولید نانوکپسول ها
این گروه از نانومواد را می توان با روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی، فیزیکی- شیمیایی و مکانیکی تهیه نمود. شرایط و روش تولید بر اندازه، توزیع اندازه ذرات، ضخامت پوسته، مورفولوژی و سایر ویژگی های نانوکپسول ها موثر خواهد بود [10].
filereader.php?p1=main_80a6d28c2b2c0028e
شکل 2. روش های تولید نانوکپسول ها

به منظور تولید نانوحامل های پلیمری محتوی ترکیبات معطر، از روش های مختلفی استفاده می شود. یکی از پرمصرف ترین روش ها، به کارگیری یک ماده غیرحلال و مبتنی بر ایجاد رسوب های نانوساختار و جایگزین شدن حلال می باشد. در این روش پلیمر و ترکیب معطر در یک حلال آلی مناسب و یا مخلوطی از چندیـن حلال حل می شوند. سپس این محلول آلی در حضور و یا عدم حضور یک سطح فعال به آب اضافه می شود. این مرحله همراه با به هم زدن مداوم و ایجاد تنش برشی انجام می شود. در نهایت حلال آلی با روش تبخیر از پلیمر جداشده و با خارج شدن کامل و یا نسبی آب، فیلم و یا پودر پلیمری تهیه می شود [9].
هیو و همکارانش روشی را برای کپسوله کردن عصاره گل رز در نانوذرات کایتوسان ارائه کردند که به این ترتیب از میزان تبخیر ترکیبات فرار ماده معطر کاسته و طول مدت کارایی منسوج معطر افزایش یافت. تهیه نانوذرات کایتوسان حاوی عصاره گل رز به روش ژله ای شدن یونی در اسید استیک 1% و سطح فعال Tween 80 تحت فراصوت و استفاده از سدیم تری پلی فسفات (TPP) به عنوان مـاده منعقد کننده صورت گرفت. تکـمیل منسوج پنبه ای به روش رمق کشی (برداشت ماده موثر از محلول در مدت زمان مشخص) در خلا، صورت گرفت [11].
filereader.php?p1=main_7215479fbb5429338
شکل 3. تصویرSEM پنبه تکمیل شده با نانوکپسول کایتوسان/عصاره رز(a)، پنبه خام (b)

6- نانوساختارهای لیپیدی
نانوساختارهای لیپیدی را می توان به 4 گروه اصلی لیپوزوم ، نیوزوم ، نانوذرات لیپیدی جامد ((Solid Lipid Nanoparticles(SLN) وحامل های لیپیدی نانوساختار ((Nanostructure Lipid Carriers(NLC) تقسیم کرد.
لیپوزوم و نیوزوم ساختارهای کولوئیدی دولایه از لیپیدهای آمفیفیلیک بوده و برای حمل ترکیبات آب دوست و آب گریز مناسب هستند.
SLN وNLC ها ذراتی با هسته لیپیدی هستند که در دمای محیط و بدن انسان به صورت جامد باقی می مانند. این ویژگی، حـامل های لیپیـدی را برای به دام انـدازی و حمل ترکیبات چـربی دوست نظیر مواد معطـر روغنی مناسب می نماید.
جدول 2. انواع نانوساختارهای لیپیدی
filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820 نیوزوم، ریزکیسه ای (وزیکول) بر پایه سطح فعالهای غیریونی است که معمولاً در سامانه رهایش دارو، ژن، پروتئین و ... کاربرد دارد.
filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636 لیپوزوم ریز کیسه ای میکروسکوپی شامل دو لایه‌ی فسفولیپیدی است که یک فضای آبی را احاطه نموده است. لیپوزوم ها به دلیل خصوصیات آمفی پاتیک، امکان دارورسانی جهت داروهای آب دوست و آب گریز را فراهم می نمایند.
filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2 SLN ها گویچه های لیپیدی با میانگین قطر 10 نانومتر تا 1 میکرومتر هستند. SLN ها متشکل از یک ماتریس لیپیدی جامد در هسته می باشند که به واسطه حضور سطح فعال (امولسیفایر) تشکیل می شود و امکان انحلال مولکول های چربی دوست را فراهم می آورد.
filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9 NLC ها نسل دوم SLN ها و متشکل از یک ماتریس دوتایی از لیپیدهای جامد (بلند زنجیر) و لیپیدهای مایع (کوتاه زنجیر) با میانگین قطر 10تا 500 نانومتر و نسبت 70: 30 تا 99.9:0.01 هستند.
روش های مختلفی برای تولید نانوذرات لیپیدی وجود دارد. لیپوزوم ها معمولاً به روش آب پوشی فیلم لیپیدی نازک و تزریق اتانول، SLNها به روش انتشار امولسیون حلال در آب و جایگزینی لیپیدهای مایع در یک امولسیون روغن در آب تهیه می شوند [12].
مزیت استفاده از حامل های لیپیدی، افزایش پایداری و امکان انحلال مواد روغنی معطر در فاز آبی است. استفاده از SLN ها بسیار جدید است و به همین دلیل استفاده از نانوحامل های لیپیدی برای مواد معطر روغنی بیشتر برای لیپوزوم ها گزارش شده است.

7- سیکلودکسترین
چنانچه از سیکلودکسترین به عنوان حامل ترکیبات عطرآگین استفاده شود، سیکلودکسترین باید به منظور افزایش دوام در اثر استفاده و شستشو، به الیاف منسوج مورد نظر متصل شود. از آن جایی که سیکلودکسترین قادر به اتصال مستقیم به سطح منسوجات نیست، استفاده از مشتقات سیکلودکسترین و یا مواد واسط جهت اتصال به منسوجات پیشنهاد می شود.
1. عامل دار کردن ترکیبات سیکلودکسترین: به این منظور می توان از سیانوریک کلراید استفاده کرد، این ماده نخست در شرایط قلیایی به نمک سدیم دی کلروتری آزینیل تبدیل می شود. از این ماده می توان برای عامل دار کردن سیکلودکسترین استفاده نمود.
filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9
شکل 4. عامل دار کردن ترکیبات سیکلودکسترین

2. در مرحله دوم، مولکول واسط (سدیم دی کلرو تری آزینیل) با گروه های هیدروکسیل در مولکول بتا سیکلودکسترین واکنش می دهد.
filereader.php?p1=main_e4da3b7fbbce2345d
شکل 5. واکنش مولکول واسط با گروه های هیدروکسیل

به این ترتیب و به واسطه عامل دار شدن سیکلودکسترین، امکان اتصال با الیاف سلولزی فراهم می شود.
filereader.php?p1=main_1679091c5a880faf6
شکل 6. اتصال سیکلودکسترین عامل دارشده به الیاف

در ادامه، تکمیل منسوجات با بتاسیکلودکسترین در یک فرایند پیوسته انجام می شود. پارچه از یک مخزن محتوی مونوکلروتری آزینیل بتا سیکلودکسترین عبور کرده و در مرحله گذار از میان قسمت گرمایشی، پیوند کووالانسی میان پارچه و بتا سیکلودکسترین ایجاد می شود [13].
filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2
شکل 7. فرایند تکمیل منسوج پنبه ای

3. یکی از روش های موثر در اتصال سیکلودکسترین به الیاف سلولز استفاده از مواد رزینی یا ترکیبات واسط غیرفرمالدئیدی نظیر پلی کربوکسیلیک اسیدها می باشد. این مواد امکان اتصال کووالانسی با الیاف را از طریق واکنش استری شدن گروه های هیدروکسیل الیاف و سیکلودکسترین فراهم می آورند [14].

filereader.php?p1=main_8f14e45fceea167a5
شکل 8. اتصال سیکلودکسترین به الیاف با استفاده از مواد اتصال دهنده عرضی

8- پلیمرهای درخت سان
در میان نانو مواد و مواد زیستی مختلف، پلیمرهای درخت سان توجه زیادی را در حوزه صنعت نساجی به خود معطوف داشته اند. ساختارهای متنوع پلیمرهای درخت سان به این ترکیبات امکان نگه داری طیف وسیعی از مولکول های باردار یا بدون بار را درون مخزن آب گریز میانی از طریق برهم کنش های هیدروژنی/ آب گریز یا برهم کنش های الکتروستاتیک، تشکیل ساختارهای درهم جا یا زوج های یونی در محلول های آبی می دهد. این خصوصیات، پلیمرهای درخت سان را به گزینه مناسبی در تکمیل منسوجات علی الخصوص به عنوان سامانه های میزبان- مهمان تبدیل کرده است. به این ترتیب می توان فرایندهای مختلف تکمیل منسوجات را درحضور پلیمرهای درخت سان برای تولید منسوجات ضدآتش، اَبَر آب گریز/ دوست، آنتی استاتیک، ضد میکروب، ضد آب/ روغن و عطرآگین انجام داد [15]. ساختار یک پلیمر درخت سان در شکل 9 به صورت طرح واره نشان داده شده است [16].
filereader.php?p1=main_a42b5430700ef13c2
شکل 9. طرح واره پلیمر درخت سان

برای مثال در تحقیقاتی که به منظور تولید پارچه فاستونی عطرآگین با بهره گیری از مواد درخت سان صورت گرفت، مولکول های مواد معطر بر شاخه های داخلی قرار داده شد و یا به گروه های عاملی انتهایی پلیمر درخت سان متصل شدند [17].

9- زمینه های کاربرد منسوجات معطر
از جمله کاربردهای منسوجات تکمیل شده با روغن های معطر می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1. منسوجات آرایشی: از میکرو/ نانو کپسول های حاوی مواد مرطوب کننده پوست، مواد معطر، ویتامین ها و پروویتـامین ها و ... در مرحـله تکمیل منسوجـاتی که در معرض مستقیم با پوست بدن قرار دارند، اسـتفاده می شود.
2. منسوجات درمانی از طریق رایحه: به منظور ایجاد حس خواب و کاهش خستگی، تکمیل منسوجاتی نظیر ملحفه، پرده، فرش و روتختی با استفاده از رایحه هایی نظیر اسطوخودوس، مرکبات و دارچین بسیار مناسب می باشد. در شکل 5 نمونه ای از تشک دارای نانوکپسول های محتوی مواد معطر نشان داده شده است.
filereader.php?p1=main_2cbf0d901f0c138ac
شکل 5. تشک دارای نانوکپسول های محتوی مواد معطر

تحقیقات نشان داده است بیمارانی که از بالا بودن فشار خون رنج می برند، با استفاده از بالش های تکمیل شده با مواد معطری نظیر اسطوخودوس، ریحان و لیمو آرامش بیشتری احساس می کنند. همچنین بازده عملکرد کارمندان با استفاده از لباس های حاوی عصاره یاسمن یا رز افزایش می یابد. همچنین با تکمیل ضد میکروب لباس های زیر با استفاده از مواد طبیعی می توان از عوارض استفاده از مواد شیمیایی جلوگیری نمود.
3. منسوجات خانگی: با استفاده از برخی مواد معطر با خواص ضدمیکروب می توان فرش، پارچه رومبلی، کوسن، پرده و ملحفه ضد بو با خاصیت انتشار رایحه تولید نمود.
4. لباس های ورزشی: از مواد عطرآگین می توان برای ضدمیکروب کردن پوشاک ورزشی استفاده نمود. در میان مواد معطر مختلف، استفاده از رایحه پرتقال و لیمو به دلیل حفظ طراوت و انرژی در ورزشکاران پیشنهاد می شود.

10-نتیجه گیری
هرچند روش های متعددی برای تکمیل منسوجات به منظور تولید منسوجات عطرآگین صورت گرفته است، لیکن تحقیقات بیشتر برای افزایش کارایی این منسوجات مورد نیاز می باشد. استفاده از روش های مختلف کپسوله کردن مواد معطر پیشنهاد مناسبی برای کنترل میزان رهایش و افزایش دوام منسوجات می باشد.

منابـــع و مراجــــع

1. Lawless, H., Effects of Odors on Mood and Behavior: Aromatherapy and Related Effects, in The Human Sense of Smell, D. Laing, R. Doty, and W. Breipohl, Editors. 1991, Springer Berlin Heidelberg. p. 361-386.

2. Priyanka Bolenwar, M.S.a.S.P. Fragrance Finishing of textile. 2011 [cited 2015 January/8]; Available from: http://www.fibre2fashion.com/industry-article/textile-industry-articles/fragrance-finishing-of-textiles/fragrance-finishing-of-textiles1.asp.

3. Sohn, S., et al., Aroma finishing of PET fabrics with PVAc nanoparticles containing lavender oil. Fibers and Polymers, 2007. 8(2): p. 163-167.

4. Bakkali, F., et al., Biological effects of essential oils – A review. Food and Chemical Toxicology, 2008. 46(2): p. 446-475.

5. Shaaban, H.A.E., A.H. El-Ghorab, and T. Shibamoto, Bioactivity of essential oils and their volatile aroma components: Review. Journal of Essential Oil Research, 2012. 24(2): p. 203-212.

6. Wang, C.X., Chen, Sh. L, Aromachology and its Application in the Textile Field. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2005. 13(6): p. 41-44.

7. Maderuelo, C., A. Zarzuelo, and J.M. Lanao, Critical factors in the release of drugs from sustained release hydrophilic matrices. Journal of Controlled Release, 2011. 154(1): p. 2-19.

8. MNVR., K., Nano and Microparticles as Controlled Drug Delivery Devices. Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences, 2000. 3: p. 234-258.

9. Pinto Reis, C., et al., Nanoencapsulation I. Methods for preparation of drug-loaded polymeric nanoparticles. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 2006. 2(1): p. 8-21.

10. Zhang, Z.-d., Nanocapsules, in Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, H.S. Nalwa, Editor. 2004, American Scientific Publishers. p. 77-160.

11. Jing Hu, Z.-B.X., Ru-Jun Zhou, Shuang-Shuang Ma,Zhen Li and Ming-Xi Wang, Comparison of compounded fragrance and chitosan nanoparticles loaded with fragrance applied in cotton fabrics. Textile Research Journal, 2011. 8(19): p. 2056–2064.

12. Lasic, D.D., Liposomes: from physics to applications. 1993: Elsevier

13. Ibrahim, N.A., et al., UV-Protective Finishing of Cellulose/Wool Blended Fabrics. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 2007. 46(9): p. 905-911.

14. Seiler, M., Hyperbranched polymers: Phase behavior and new applications in the field of chemical engineering. Fluid Phase Equilibria, 2006. 241(1–2): p. 155-174

15. Available from: http://edu.nano.ir/index.php?actn=papers_view&id=78.

16. اصفهانی،, م.ا.ف.آ.ا.ل. درختسان ها به عنوان عوامل کپسوله کننده و پایدارکننده ی نانوذرات معدنی

17. Akbari S., H.K.M., Mazaheri F.M, Application of Fragrant Worsted Fabric using dendritic compound, in 8th National Conference on Textile Engineering. 2012: Yazd University.