برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۳/۲۶ تا ۱۳۹۷/۰۴/۰۱

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۳,۴۱۷
  • بازدید این ماه ۸۷
  • بازدید امروز ۰
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۸۲
  • قبول شدگان ۶۴
  • شرکت کنندگان یکتا ۴۵
  • 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

مقالات منتخب ماهنامه نانو

طرح درس

منابع پیشنهادی هشتمین مسابقه ملی-عناوین کلی

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

آیا نانوکپسول‌ها می‌توانند جایگزین شیشه‌های عطر ‌شوند؟

دانش فناوری ‌‌نانو توانایی به ‌دست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانومتری و بهره‌برداری از خواص و پدیده‌های این ابعاد در مواد، ابزارها، و سامانه‌‌های نوین است. فناوری ‌‌نانو با طبیعت فرارشته‌ای خود در آینده دربرگیرنده‌ همه‌ فناوری‌‌های امروزی خواهد بود و به‌جای رقابت با آن‌ها مسیر رشدشان را در دست می‌گیرد و آن‌ها را یکپارچه خواهد کرد. ورود فناوری‌ نانو به عرصه عطرسازی و تولید مواد معطر نوید تحولی شگرف و بنیادی را در این صنعت می‌دهد. نانوکپسول‌ها ازجمله ساختارهای نانویی هستند که در مسیر ورود این فناوری‌ به عرصه‌ عطرسازی مورد استفاده قرار گرفته‌‌اند. با استفاده از نانوکپسول‌ها می‌توان مواد معطری با رهایش کنترل‌شده یا تاخیری تولید کرد. در این مقاله برخی از جنبه‌های گوناگون کاربرد فناوری‌ نانو در صنعت عطرسازی مورد بررسی قرار گرفته است.
1. مقدمه
ایجاد رایحه و بویی خوش به‌طور گسترده در بسیاری از عرصه‌ها مانند پزشکی، داروسازی، دخانیات، نساجی، چرم‌سازی، کاغذسازی، و لوازم آرایشی مورد استفاده است [۱ـ۴]؛ این به‌دلیل خاصیت آنتی‌باکتریال [۵] و تسکین‌دهندگی مواد معطر [۶] است. پژوهش‌های زیادى در زمینه‌ تاثیر بوهاى گوناگون بر عملکرد انسان‌ها انجام شده است. براى مثال، پژوهش‌ها نشان می‌دهد یک بوى آشنا بسیار سریع‌‌تر از یک صدا یا یک تصویر آشنا یادآور خاطره‌های گذشته است. آزمایش دیگرى در دانشگاه پترزبورگ نشان داد افراد به کمک حس بویایی‌شان و بدون دیدن، در ۹۵ درصد مواقع مى‌توانند جنسیت افراد را حدس بزنند. در آینده، فناوری‌ نانو به‌ قسمت مهمی از صنعت عطرسازی تبدیل خواهد شد. البته این فناوری‌ در این عرصه در نقطه‌ شروع است و به‌طور یقین راهی طولانی در پیش دارد. اجزای اصلی در عطرها فرار و ناپایدار هستند و اجزای فعال عطر خیلی زود در طول استفاده از بین می‌روند. بنابراین، ایجاد یک کنترل و ماندگاری برای این اجزای فعال موضوعی جالب توجه است. در سال‌های اخیر، توسعه‌ گسترده‌ فن کپسوله کردن وسیله‌ای برای رهایش آهسته‌ اجزای فعال شده است. میکروکپسوله کردن سبب کاهش فراریت، بهبود پایداری، و ایجاد ویژگی رهایش تاخیری در مواد معطر می‌شود؛ اما زمانی که میکروکپسول‌های حاوی عطر برای معطر کردن پارچه‌ها در صنایع نساجی استفاده شدند مشاهده شد که این میکروکپسول‌ها به‌راحتی از پارچه‌ها جدا می‌شوند و مواد معطر را به‌سختی در خود نگه می‌دارند. دلیل این امر محدودیت در اندازه‌ میکروکپسول‌ها بود. در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی، و زیست‌شناختی مواد با خواص آن‌ها در دیگر مقیاس‌ها متفاوت است. این به‌سبب اندازه‌ کوانتومی و افزایش نسبت سطح به حجم آن‌ها است.‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ نانوکپسول‌ها از مهم‌ترین خانواده‌‌های نانوذرات و از عناصر پایه‌ فناوری ‌‌نانو به شمار می‌روند. ساختار ویژه‌ نانوکپسول‌ها آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای بسته‌بندی و مصرف کنترل‌شده ذرات در صنایع گوناگون تبدیل کرده است. به‌عنوان مثال، از نانوکپسول‌های حاوی مواد عطر در صنایع آرایشی و بهداشتی، نانوکپسول‌های حاوی مواد ویتامینه و پروتئینه در صنایع غذایی، و نانوکپسول‌های حاوی مواد دارویی و سلولی در پزشکی استفاده می‌شود تا از خواص ذرات کپسوله‌شده به نحو موثرتری بهره‌برداری شود [۷]. باید دید آیا با ظهور فناوری‌‌ نانو و تولید محصول‌های معطر با ماندگاری بالا صنعت عطرسازی به شکل امروزی همچنان پابرجا خواهد ماند.

2. عطر چیست؟
در تعریف عطر می‌توان گفت که عطر مجموعه‌ای از مواد خوشبو‌کننده به همراه یک حلال مناسب است. اجزای اصلی یک عطر را حلال یا حامل، ماده خوشبوکننده، و مواد تثبیت‌کننده تشکیل می‌دهند [۸].

3. تاریخچه‌ عطر
واژه عطر از اصطلاح لاتین «perfumum» به معنای «در میان دود» مشتق شده است. صنعت عطر‌سازی در تمدن‌های کهن بین‌النهرین و مصر آغاز شد و بعدها در رم و ایران تکامل یافت. با وجود این پیشرفت‌ها، عطرسازی سنتی هندوستان (که بیشتر رایحه‌هایش بر اساس بخور بود) همچنان ادامه داشت. قدیمی‌ترین روایت عصاره‌گیری از گل سرخ در کتیبه‌ای هندی ثبت است و در کتیبه‌ای دیگر به‌نام Harshacharita - مربوط به قرن هفتم بعد از میلاد - نیز به استفاده از رایحه‌ عود اشاره شده است. در سال‌های اخیر، باستان‌شناسان در جزیره‌ قبرس در یک عطاری قدیمی - مربوط به ۴۰۰۰ سال پیش - حداقل ۶۰ شیشه‌ عطر کشف کرده‌اند. این‌ها به نظر قدیمی‌ترین عطرهای جهان هستند. پزشک و شیمی‌دان حاذق ایرانی، ابوعلی سینا، نخستین بار فرایند استخراج عصاره از گل‌ها را به‌وسیله‌ تقطیر - که امروزه رایج‌ترین روش عطرسازی است - انجام داد. او ابتدا این روش را روی گل سرخ پیاده کرد که به تولید گلاب منجر شد. قبل از این کشف بزرگ، عطرهای مایع مخلوطی از روغن‌ها، پودر گل‌ها، و گیاهان خشک‌شده بودند. هردو روش بالا تاثیر قابل توجهی در صنعت عطرسازی و پیشرفت‌های علمی غرب، به‌خصوص در علم شیمی، داشتند. دانش عطرسازی در قرن چهاردهم با گسترش اسلام به اروپا راه یافت. در سال ۱۳۷۰ میلادی، یک مجارستانی، به فرمان ملکه الیزابت این کشور، نخستین عطر مدرن را با روغن‌های محلول در الکل تولید کرد. این عطر در اروپا با عنوان HungaryWater شهرت یافت. ممکن است خیلی‌ها گمان کنند قدیمی‌ترین کارخانه‌ عطرسازی باید در پاریس یا میلان باشد، اما حقیقت این است که اولین کارخانه عطرسازی - که یک کارخانه‌ خانوادگی بود - در شهر کلن آلمان تاسیس شد. مهم‌ترین کالایی که آن‌ها تولید می‌کردند عطری بود که خودشان از مرکبات تهیه کرده بودند. عطار ایتالیایی، جووانی ماریا فارینا، به برادرش می‌نویسد: «من عطری یافته‌ام که مرا یاد صبحی بهاری در ایتالیا می‌اندازد، عطری مانند عطر نرگس‌های کوهی پس از باران.» فارینا مدت‌ها بود که در شهر کلن زندگی می‌کرد. او به همین دلیل این عطر را، به اسم وطن جدید خود، «Eau de Cologne» به معنی آب شهر کلن نامید. هنر عطرسازی در دوره رنسانس پیشرفت چشمگیری داشت. در قرن شانزدهم میلادی، فرانسه به قلب عطر و ادکلن اروپا تبدیل شد و کاشت گل‌های گوناگون برای تولید اسانس در این کشور رونق گرفت. در قرن هجدهم، در فرانسه عطر به‌صورت مایعی درون بطری‌های شیشه‌ای تزیینی به بازار آمد و شیشه‌های عطر کم‌کم بین مردم محبوبیت پیدا کرد.

4. حلال‌های مورد استفاده در عطرها
اتیل الکل بسیار خالص به همراه مقدار کم یا زیاد آب ازجمله حلال‌های پرکاربرد برای نگهداری مواد معطر است. میزان آب بر طبق انحلال‌پذیری روغن‌های مورد استفاده تعیین می‌شود. این حلال به‌دلیل فراریت بالا پخش بویی را که حامل آن است آسان می‌سازد. اتیل الکل تاثیر سویی بر پوست ندارد و واکنش خاصی نیز با مواد حل‌شونده نمی‌دهد. به‌منظور استفاده از الکل‌ها در صنعت عطرسازی، قبل از هر چیز باید بوی الکل از بین برود. به این سبب، از مواد برطرف‌کننده‌ بو یا پیش‌تثبیت‌کننده‌ها استفاده می‌شود. این مواد به الکل اضافه می‌شوند و پس از یک تا دو هفته الکل بدون بو به ‌دست می‌آید. از جمله‌ این مواد می‌توان به صمغ و بنزوئین اشاره کرد [۸].

1.4. معرفی تثبیت‌کننده‌ها
بویی که از یک عطر به مشام می‌رسد به‌وسیله‌ مخلوطی از ترکیبات فرار به وجود می‌آید. برای حفظ بوی مطلوب یک عطر باید از فراریت اجزای سازنده‌ آن به‌طور جداگانه و با سرعت‌های متفاوت جلوگیری کرد. در یک محلول حاوی مواد معطر، جزیی که فراریت بالایی دارد ابتدا تبخیر می‌شود. به‌منظور یکسان‌سازی سرعت تبخیر اجزای تشکیل‌دهنده‌ عطر از تثبیت‌کننده‌ها استفاده می‌شود. تثبیت‌کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
• ترشحات حیوانی، مانند مشک و عنبر؛
• محصولات رزینی که بر اثر آسیب‌دیدگی یا به‌طور طبیعی از گیاهان خاصی ترشح می‌شوند، مانند بنزویین و صمغ یا ترپن‌ها؛ و
• روغن‌های اسانسی که خوشبو هستند و نقطه‌ جوش بالا (۲۸۵ـ۲۹۰ درجه سلسیوس) دارند، مانند مرموک و صندل [۸].

1.1.4. مواد تثبیت‌کننده سنتزی
شامل برخی از استرهای کم و بیش بی‌بو با نقطه جوش بالا - مانند گلیسریل دی‌استات (نقطه جوش: ۲۵۹ درجه‌ سلسیوس) و اتیل فتالات (نقطه جوش: ۲۹۵ درجه سیلسیوس) و بنزیل بنزوات (نقطه جوش: ۳۲۳ درجه‌ سلسیوس) - است و همچنین موادی که بوی خاصی دارند و پس از اضافه شدن به مجموعه‌ مواد معطر بوی خود را به آن‌ها منتقل می‌کنند، ازجمله: آمیل بنزوات، استوفنون، استرهای الکلی سینامیک، و استرهای اسیدی سینامیک [۸].

2.4. مواد خوشبوکننده‌ عطرها
• روغن اسـانسی، مواد مستقـل، 
• موادشیمیایی سنتزی یا نیم‌سنتزی.
• روغن‌های اسانسی: این روغن‌ها از نوع روغن‌های خوشبوی فرار با منبع گیاهی هستند. البته باید میان روغن‌های به ‌دست آمده از عطرگیری با روغن‌های جاذب یا استخراجی به‌وسیله حلال و روغن‌های اسانسی بازیابی‌شده به‌وسیله‌ تقطیر تفاوت قایل شد. در روغن‌های به ‌دست آمده از تقطیر قسمتی از مواد مورد نیاز از بین می‌رود. به‌عنوان مثال، در عصاره‌ گل محمدی فنیل الکل در بخش آبی محصول تقطیر از بین می‌رود و در عصاره‌ بهارنارنج روغن تقطیرشده بخش بسیار کوچکی از متیل آنترانیلات است، در حالی که روغن استخراج‌شده ممکن است حدود یک‌ششم این جز‌ء سازنده را داشته باشد [۸].

5. نانوکپسول چیست؟
به هر نانوذره‌ای که دارای یک پوسته و یک فضای خالی جهت قرار دادن مواد مورد نظر در داخل آن باشد نانوکپسول گفته می‌شود. نانوکپسول‌ها می‌توانند در قرار دادن مایعات در محفظه‌های نانومتری، بسته‌بندی نانوذرات، جلوگیری از تماس ترکیب‌های فعال شیمیایی با بافت‌های داخلی بدن، ایجاد محافظت محیطی و سازگاری با مواد دیگر و آسان کردن کار با نانومواد کاربرد داشته باشند. انواع گوناگونی از نانوکپسول‌ها وجود دارند که معروف‌ترین آن‌ها نانوکپسول‌های امولسیونی و نانوکپسول‌های پلیمری هستند. نانوکپسول‌های امولسیونی از مولکول‌های سورفکتانت، مانند فسفولیپیدها که از یک طرف آبدوست و از طرف دیگر آبگریز هستند، تشکیل می‌شوند. برای ساخت نانوکپسول‌های پلیمری از پلیمرها استفاده می‌شود. فرایند ‌اصلی ساخت این نانوکپسول‌ها پلیمریزاسیون امولسیونی است. نانوکپسول‌های پلیمری، برخلاف نانوکپسول‌های امولسیونی، با پیوند‌های کووالانسی قدرتمندی به یکدیگر می‌چسبند و از استحکام خاصی برخوردارند. نانوکپسول‌ها به‌سبب گستردگی کاربردهایشان توسعه‌ زیادی پیدا کرده‌اند. نانوکپسول‌ها می‌توانند آبدوست یا آبگریز باشند. این خاصیت سبب می‌شود که رفتار کاملاً هوشمند داشته باشند، به این معنا که نانوکپسول‌های آبدوست می‌توانند در آب حل شوند و نانوکپسول‌های آبگریز می‌توانند در چربی حل شوند و در آب حل نشوند. از نانوکپسول‌های امولسیونی می‌توان به‌طور گسترده‌ در صنایع آرایشی، دارورسانی، و برای رهایش کنترل‌شده و تاخیری عطر، ادکلن، و آفت‌کش‌ها استفاده کرد [۹].

6. فناوری‌‌ نانو و تولید لباس‌هایی با بوی خوش
در دنیای امروز تولید‌کننده‌های محصول‌های معتبر دارای برند خاص خود هستند؛ با افزایش روزافزون اهمیت برند برای تولید‌کنند‌ه‌ها، متقلبان نیز در پی کپی‌برداری از برند آن‌ها و ارایه محصول‌های تقلبی در بازار برآمده‌اند. این کار ضررهای فراوانی به تولید‌کننده‌های اصلی وارد کرده است و این تولید‌کنندگان به‌طور مرتب در پی روش‌هایی هستند که مشتریانشان بتوانند از طریق آن‌ها محصول‌های اصلی را از محصول‌های تقلبی تشخیص دهند. برخی از این تلاش‌ها، مانند نصب هولوگرام، موثر واقع شده است، اما در این میان فناوری ‌‌نانو توانسته است چاره‌ای برای این موضوع بیاندیشد. ایجاد یک بوی خوش همیشگی در لباس که با شست‌وشو از بین نمی‌رود ‌راهکاری است که این فناوری‌ برای تولیدکنندگان پوشاک به ارمغان آورده است. از این روش برای تولید لباس‌های معطری استفاده شده است که بوی خوش آن‌ها جزیی از برند تولید‌کننده محسوب می‌شود. شرکت عطرسازی QuestInternational در هلند از نانوذرات آلی برای این مقصود استفاده می‌کند. شرکت آمریکایی IFF International Flavours and Fragrances نیز از فناوری ‌کپسوله کردن و رهایش برای تولید لباس‌های معطر برند‌دار استفاده می‌کند. این شرکت لباس‌هایی را با نام sensory perception وارد بازار کرده است. [۱۰]

7. ادکلن خوردنی، ادکلنی که از پوست تراوش می‌شود
ادکلن خوردنی کپسولی است که در بدن متابولیزه شده و عطر آن از پوست شخص متصاعد می‌شود.
نانومواد گوناگون موجود در پارچه لباس‌ها نیاز ما را به استفاده از عطر کم می‌کنند و عطر زدن به‌صورت امروزی منسوخ خواهد شد. شاید این موضوع دیدگاه تیم سازنده ‌عطر خوردنی بوده است، اختراعی که با آن می‌توانید کپسولی را ببلعید و شاهد متصاعد شدن عطر از پوست بدنتان باشید. این کپسول حاوی مولکول‌های چربی معطری است که از جنس مولکول‌های چربی معمول در بدن هستند. وقتی این چربی‌ها وارد فرایند سوخت و ساز بدن می‌شوند، به‌وسیله‌ آنزیم‌ها شکافته و مولکول‌های معطر متصاعد می‌شوند و از طریق تعریق به سطح پوست می‌رسند؛ پس از آن، پوست مانند یک ریزشکافنده عمل کرده و مطابق با شرایط آب و هوایی، محیط، استرس درونی، تمرین، یا بوی خاص بدن فرد، ذرات معطر را به هوا متصاعد می‌کند [۱۱].

8. نوک‌های مداد معطر
شرکت Ainsupplio lead نوک‌های مداد معطر تولید کرده است. نوک مداد شامل کپسول‌های بسیار کوچکی است که عطر و رایحه‌ را در خود ذخیره می‌کنند. در تمام نمونه‌های قبلی عطرها در جوهر خودکار بودند و عطر مخلوط در جوهر بوده است. در این محصول عطرها در کپسول‌های نانومتری محصور شده‌اند. با کشیدن نوک بر روی کاغذ، این کپسول‌های کوچک آزاد می‌شوند و رایحه خوبی ایجاد می‌شود [۱۲] .

9. عطردرمانی
آروماتراپی در اصطلاح به رایحه‌درمانی یا عطردرمانی نیز معروف است که از طریق راه تنفسی با ‌شناسایی گیاهان خوش‌عطری که دارای خواص درمانی هستند انجام می‌گیرد. عطردرمانی به‌وسیله‌ ماسک تنفسی نانوآنتی‌باکتریال گیاهی با استفاده از اسانس گیاهان طبیعی به درمان بیماری‌ها کمک می‌کند. محمد مقدسی، مخترع این ماسک، می‌گوید: «این ماسک با این ترکیب‌ها هیچ‌‌ مشابهی در جهان ندارد. ضدباکتری و ضدویروس است و از انتقال ۶۵۴ نوع باکتری و ویروس از راه تنفس جلوگیری می‌کند.» این ویژگی به‌دلیل استفاده از ذرات نانونقره‌ای است که در ساخت این محصول به‌کار رفته‌اند. ماسک‌های آنتی‌باکتریال معطر اولین دسته از ماسک‌های تنفسی هستند که دارای خواص درمانی و رایحه هستند [۱۳].

10. نتیجه‌گیری
تاریخ دانش بشر پدیده‌های متعدد و فراوانی را در صفحه صفحه‌ خود جای داده است. ورود فناوری‌ نانو به صنعت نساجی و صنعت عطر و ادکلن‌سازی سبب تغییرهای شگرفی در این صنایع خواهد شد. توانایی کپسوله کردن مواد در مقیاس نانو و کاربردشان در صنایع تحولات بنیادینی ایجاد می‌کند. درواقع، یافتن نانوکپسول‌های مناسب برای کاربرد‌های ویژه می‌تواند توانایی این نانوحامل‌ها را آشکار کند. دانستن اینکه فناوری‌ نانو تا چه اندازه می‌تواند در عرصه‌ صنعت عطرسازی پیش برود نیازمند صبر و حوصله است. باید دید آیا این نوآوری در صنعت مورد استقبال قرار می‌گیرد یا اینکه مردم شیشه‌های متنوع و زیبای عطر و ادکلن خود را بر منسوجات معطر ترجیح می‌دهند.

منابـــع و مراجــــع

1. Eugenio, A., Franco, B., Flavia, G., Tilmann, D.M., Saskia, V.R., “Invivo monitoring of strawberry flavour release from model custards: Effect of texture and oral processing”, FlavourFragr. J., 21 (1) , 53-58 (2005).

2. Johnson, A.R., “Multilayer cleansing tissue containing a perfume and/or an emollient suitable for human skin”, U. S. Pat., 5055216 (1991).

3. Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., Idaomar, M., “Biological effects of essential oils-a review”, Food Chem. Toxicol., 46 (2) , 446- 475 (2008).

4. Toda, M., Morimoto, K., “Effect of lavender aroma on salivary endocrinological stress markers”, Arch. Oral B., 53, 964-968 (2008).

5. Kyle, G., “Evaluating the effectiveness of aromatherapy in reducing levels of anxiety in palliative care patients: Results of a pilot study”, Complementary Ther. Clinical Pract., 12 (2) , 148-155 (2006).

6. Li, S.Q., Lewis, J.E., Stewart, N.M., Qian, L., Boyter, H.J., “Effect of finishing methods on washing durability of microencapsulated aroma finishing”, Textile Inst., 99 (2) , 177-183 (2008).

7. HU Jing, XIAO Zuobing, ZHOU Rujun, MA Shuangshuang, WANG Mingxi.,” Properties of Aroma Sustained-release Cotton Fabric whte Rose Fragrance Nanocapsule” ,Chinese Journal of chemical Engineering,19 (3) 523-528 (2011)

8. http://barakouhi.blogfa.com/88092.aspx

9. http:/tebyan.net/newindex.aspx?pid=200156

10. http://fater.ir/index.php/module/HTML_Pages/action/ShowHTML_Pages/id/293

11. http://niazerooz.com/Key-News

12. http://gizmodo.com/gadgets/heal-while-you-scribble/magic-stinky-pencil-lead-lets-you-smell-your-way-to-happiness-and-enlightenment-278148.php

13. http://yjc.ir/fa/news/4083475