سازگار و انعطاف‌پذير مي‌شود و آن داراي سيستم تنظيم کننده متعددي است، تا مطمئن سازد که تمام اجزاي بدن در پاسخ به شرايط بيروني کاملاً درست ايفاي نقش مي‌کنند. اين نوع تنظيم، خود پايداري(هوموستازي) شناخته شده است و براي تمام فرآيندهاي بدني معمولاً بدون اطلاع و آگاهي يا تأملي روي اعضاي بدن ما اتفاق و بروز مي‌نمايند. وقتي در تأثير شرايط محيطي بيروني(هم‌چون گرما يا سرماي زياد) يا شرايط دروني(بيماري يا مسموميت) که سيستم‌هاي بدن نمي‌توانند به وسيله مکانيسم‌هاي عادي تنظيم گردند، علائم(ناراحتي) غير معمول و بيماري ظاهر مي‌گردد. انواع اثرات فيزيکي(علائم و نشانه‌ها) که مشاهده يا احساس مي‌گردند به انواع استرس که بدن در معرض آن قرار مي‌گيرد بستگي دارد، براي اين‌که داخل بدن ارتباط دروني پيچيده بسيار زيادي بين سيستم‌ها وجود دارد و يک تغيير جزئي در هر سيستم ممکن است در سيستم‌هاي ديگر بدن اثرات متعددي را به وجود مي‌آورد. به علاوه انواع واکنش‌ها به بيماري محدود هستند بنابراين نشانه‌ها و علائم بيماري اغلب کاملاً شبيه به انواع مختلفي از عوارض بيماري‌ها هستند، به عنوان مثال: سردرد، تب، تهوع و اسهال علائم عمومي غير خاص بيماري هستند که در شرايط متفاوت ايجاد مي‌گردند، لازم به ذکر است به طور معمول اغلب واکنش‌هاي فيزيولوژيکي به بيماري، با شيوه‌هاي متعددي براي کمک به تشخيص عوامل واقعي بيماري توسعه يافته‌اند(راعي بندپي1391). خود پايداري(هوموستازي) بدن مي‌تواند به وسيله عکس‌العمل فيزيکي و يا بيولوژيکي بدن به استرس‌هاي اوليه به هم زده مي‌شود که به ماهيت دروني عامل و همچنين به درجه و مدت استرس بستگي دارد. وقتي استرس بسيار شديد يا مدت‌دار باشد خود پايداري و خود تنظيمي نمي‌تواند حفظ يا بازگردانده شود و بيماري در اين زمان بروز مي‌نمايد.مسموميت به وسيله عوامل شيميايي چيزي کمتر از بيماري ناشي از مواد شيميايي نبوده و علائم مسموميت شيميايي اغلب شبيه علائمي هستند که به وسيله عوامل بيولوژيکي مثل باکتري‌ها و يا ويروس‌ها بروز مي‌نمايند(Barrett et al., 2012).
1-19- ضرورت به کار گيري فناوري نانودرعلوم کشاورزي وصنايع غذايي
طبق آخرين گزارش سازمان ملل متحد،حدود 900ميليون نفر از جمعيت جهان دچار فقر غذايي هستند ،شمار افراد قرار گرفته در زير خط فقر از نظر تأمين انرژي مورد نياز روزانه بدن روز به روز در حال افزايش است .جديد ترين پيش بيني ها حاکي از آن است که اين آمار تا سال 2020ميلادي به رقمي بالغ بر يک ميليارد نفر خواهد رسيد واين بدان معناست که حفظ نوع بشر در بلند مدت ونجات خيل عظيم انسان ها از خطر گرسنگي، نيازمند توجه ويژه ي متخصصان وسياست مداران امروز جهان به توسعه ي پايدار وهمه جانبه ي صنعت کشاورزان است .همانطور که مي دانيد ورود نسل اول فناوري ها به عرصه در چند دهه ي گذشته منجر به وقوع انقلاب سبز وگذر از کشاورزي سنتي به کشاورزي صنعتي گرديد، در اين دوره افزايش چشمگيري در کيفيت وکميت محصولات کشاورزي صورت گرفت که البته در کنار آن استفاده بي رويه از منابع مشکلاتي را نيز در پي داشت .اکنون با گذشت سال ها از وقوع انقلاب سبز وکاهش مجدد نسبت رشد توليدات کشاورزي به جمعيت جهان، لزوم به کارگيري فناوري هاي جديد در صنعت کشاورزي بيش از هر زمان ديگري آشکار است .در اين بين فناوري نانو به عنوان يک فناوري بين رشته اي وپيشتاز رفع مشکلات وکمبود ها در بسياري از عرصه هاي علمي وصنعتي به خوبي جايگاه خود را در علوم کشاورزي وصنايع وابسته آن به اثبات رسانيده است .فناوري نانو کاربردهاي وسيعي درهمه ي مراحل توليد، فراوري، نگه داري، بسته بندي وانتقال توليدات کشاورزي دارد .ورود فناوري نانو به صنعت کشاورزي وصنايع غذايي متضمن افزايش ميزان توليدات وکيفيت آنهادر کنارحفظ محيط زيست ومنابع کره ي زمين مي باشد(Sanguansri et al., 2006).
1-20- نانوسلولز
اولين بار اصطلاح ميکروفيبر (ميکروالياف) نانوسلولز توسط توربک (Turbak)، سنايدر (Synder) وسندبرگ (Sendberg) در اواخر دهه 1970 به کار گرفته شد. اين ترکيب ژل مانندي بود که از خميرچوب در دماي بالا و فشار زياد ايجاد مي شد. اصطلاحMFC (MicrofibrillatedCellulose) براي اولين بار در اوايل دهه 1980 ظهور کرد، و تعدادي از اختراعات ثبت شده روي اين ترکيب نانو سلولزي جديد به نام ريونير(Rayonier) معرفي گرديد. در کار هاي بعد، هريک (Herrick) پودر خشک اين ژل را تهيه کردند. توربک و همکارانش کاربرد هاي جديدي براي MFC/Nanocellulose يافتند. از اين جمله مي توان به استفاده از اين ترکيبات به عنوان عوامل تغليظ کننده و چسبناک کننده در صنايع غذايي، لوازم آرايشي، فرآيندهاي توليد کاغذ، منسوجات و الياف نبافته اشاره کرد.
تحقيقات بر روي ميکرو/نانو الياف هاي سلولزي (NFC/MFC)(NanofibrillatedCellulose) و نانو بلور هاي سلولز از سال 2000 افزايش يافت که از جمله اين تحقيقات مي توان به نمونه هاي زير اشاره کرد:
•کامپوزيت هاي شفافNFC توسط نوگي (Nogi) در سال 2005.
•صفحه‌هايي درقالب آهن توسط برگلند (Berglund) در سال 2008.
•صفحه‌هاي شفاف NFC توسط نانو (Yano) در سال 2009.

سلولز ساختار اوليه ديواره سلولي گياهان را تشکيل مي‌دهد.دستگاه گوارشي انسان قادر به هضم سلولز نيست و آن را بدون تغيير دفع مي‌کند اما برخي جانوران مثل نشخوارکننده‌ها و موريانه‌ها مي‌توانند سلولز را به کمک ميکروارگانيسم‌هايي که در دستگاه گوارش آنها زندگي مي‌کنند، هضم کنند. اين ميکروارگانيسم‌ها با آزادکردن آنزيم‌هايي به هضم سلولز کمک مي‌کنند.
هر ? مولکول سلوبيوز با آرايش فضايي مکعبي شکل، بلور سلولز را بوجود مي‌آورند و از مجموعه بلورهاي سلولز، رشته ابتدايي يا ميسل سلولز تشکيل مي‌شود. مجموعه ميسل ها، ميکروفيبريل سلولزي را بوجود مي‌آورند که قطري حدود ?? نانومتر دارد. از مجموع حدود ?? ميکروفيبريل، ماکروفيبريل سلولزي تشکيل مي‌شود.سلولز يکي از مهم ترين پليمرهاي طبيعي است و به عنوان يک ماده خام پايان نا پذير، ماده‌اي زيست سازگار در مقياس صنعتي است. اين ماده سال هاست که در قالب چوب و الياف گياهي به عنوان يک منبع انرژي، مصالح ساختماني و پوشاک بکار برده مي‌شود(Kosan et al., 2008; O’SULLIVAN, 1997; onto Cellulose et al., 1981).

1-21- ابعاد سلولز
سلولز از واحدهاي داراي قطر ?? آنگستروم تشکيل شده که آنها را رشته‌هاي ابتدايي مي‌نامند. اين قطر اغلب درست است اما حتمي نيست. مثلاً در برخي نمونه‌ها مثل سلولز جلبک والوني ??? آنگستروم و در ترکيبات موسيلاژي برخي ميوه‌ها تنها ? آنگستروم است. به اين ترتيب تصور حالت همگن براي رشته‌هاي ابتدايي سلولز کنار گذاشته شد و اشکال مختلف (استوانه‌اي – منشوري با قاعده مربعي – روبان کم و بيش پهن) منظور گرديد.دو عامل در محدوديت ابعاد اين واحدها دخالت دارد: يکي همي سلولزها که همانند پوششي رشد جانبي رشته‌هاي سلولزي را محدود مي‌کنند و ديگري آرايش يا سازمان يافتگي حاصل از مجموعه سلولز سنتتازي (آنزيم توليد کننده سلولز) غشاي سلولي که رشته‌هاي اوليه سلولزي را مي‌سازد. سلولز در برابر تيمارهاي آنزيمي و شيميايي پليمريزاسيون مولکولهاي پيش ساز مولکولهاي سلولز تشکيل مي‌شود. پس از تشکيل مولکولهاي سلولز تجمع آنها به صورت بلورهاي سلولز و رسيدن به حد ميکروفيبريل ها و ماکروفيبريل هاي سلولزي بر بناي پديده خود آرايي با برقراري پيوندهاي هيدروژني بين مولکولي است. اين تجمع نياز به آنزيم ندارد(Kosan et al., 2008; O’SULLIVAN, 1997; onto Cellulose & onto Cellulosics, 1981).

1-22- تجزيه سلولز
تجزيه سلولز به‌وسيله سلولازها انجام مي‌شود. سلولازها را به دو گروه اگزو سلولازها و آندو سلولازها تقسيم بندي مي‌کنند. اگزوسلولازها قدرت عمل بيشتري دارند و بر انواع مختلف سلولز چه سلولز بلوري و چه سلولز غير بلوري که در نتيجه زخم يا تخريب بخش‌هاي سلولزي بلوري ايجاد مي‌شود اثر مي‌کنند و در مرحله اول عمل خود موجب گسستن پيوندهاي بين مولکولي مي‌شوند. آندو سلولازها بر محصول عمل اگزو سلولازها اثر مي‌کنند و موجب گسستن پيوندهاي درون مولکولي مي‌گردند بنابراين سلولازها اشتراک عمل دارند.(Moore et al., 1974)

1-23- فرم هاي سلولز و شناسايي آن ها
? – سلولز: اين فرم از سلولز در محلول 5/17درصد از هيدروکسيد سديم در ?? درجه سانتيگراد حل نمي‌شود.
? – سلولز: ? – سلولز در اين محلول حل شده اما به محض اسيدي کردن محلول ته‌نشين مي‌شود.
? – سلولز: در محلول 5/17 درصد هيدروکسيدسديم حل مي‌شود اما با اسيدي شدن محلول ته‌نشين نمي‌شود.

1-24- کاربرد سلولز
سلولز ماده تشکيل دهنده ديواره سلولي گياهان است. اين ترکيب اولين بار در سال ???? مورد توجه قرار گرفت. در آن سالها با اعمال تغييراتي در آن مانند نيتروژن دار کردن در توليد نيترو سلولز مورد بهره‌برداري قرار گرفت. سلولز بصورت تقريباً خالص در رشته‌هاي پنبه وجود دارد. اين رشته‌ها در توليد نخ و پارچه بافي و توليد پوشاک اهميت فراواني دارند.
همچنين الياف پنبه استرليزه شده در پزشکي کاربرد زيادي دارد. سلولز بصورت ترکيب با ليگنين (ماده چوب) و سلولز در تمام مواد گياهي وجود دارد. سلولز در گذشته در ساخت باروت بدون دود مورد استفاده قرار مي‌گرفت. امروزه از آن براي توليد نيترو سلولز که در ساخت مواد منفجره، پلاستيک‌سازي، رنگسازي و … کاربرد دارد، استفاده مي‌کنند. سلولز همچنين در آزمايشگاه به عنوان جزء عمل کننده فاز جامد در کروماتوگرافي لايه نازک استفاده مي‌شود.(Kosan et al., 2008; O’SULLIVAN, 1997; onto Cellulose & onto Cellulosics, 1981).

1-25- اهميت نانو سلولز
الياف سلولزي با داشتن عرض در محدوده نانومتر، موادي مبتني بر طبيعت با ويژگي هاي مفيد و منحصر به فرد هستند. مهم تر از همه، نانو سلولز هاي جديد که از الياف سلولزي نانوساختار با يک بعد نسبتاً وسيع (نسبت طول به عرض) و با خواص معين تهيه مي شوند، کاربردهاي متعددي پيدا کرده اند. ترکيبات الياف نانوساختار در فشار بالا، دماي بالا و شتاب بالا مجزا شده ومنجر به ايجاد يک سطح وسيع مي شوند و از اين رو بر هم کنش هاي قوي با گونه هاي اطراف مانند آب، مواد پليمري، مواد آلي، نانو ذرات و سلول هاي زنده ايجاد مي کنند. روش هايي از قبيل ميکروسکوپ الکتروني عبوري1 و ميکروسکوپ الکتروني روبشي2وبراي شناسايي ساختار بکار مي روند .نانوسلولز، متشکل ازفيبرهاي سلولزبا ابعاد نانواست،که نوعاًداراي ابعادعرضي 20-5 نانومتروابعادطولي درمحدوده گسترده هاي ازده ها نانومترتاچندميکروناست. نانوسلولزداراي ظاهري بسيار چسبناک بوده و نواري ژل مانند و شفاف است.

1-26- ساختار و خواص نانو سلولز
سلولز يک هوموپليمر خطي (داراي مونومرهاي مشابه) از واحد هاي ?-D-گليکوپيرانوزي که با پيوند هاي گليکوزيدي (1 به4)از طريق نيرو هاي وان دروالس و پيوند هاي هيدروژني درون و برون مولکولي به يکديگر متصل شده اند. طول يک مولکول سلولز طبيعي حداقل 5000 نانومتر است و مربوط به زنجيره اي داراي حدود 10000 واحد گليکوپيرانوزي است.در سلول چوبي يک گياه، زنجيره سلولز خطي به عنوان ميکروفيبريل در حدود 35 نانومتر به صورت ابعاد متقاطع و داراي دو ناحيه بلوري و آمورف است.
نانوسلولز يک زمينه جديدي از تحقيقات در حال حاضر است.نانوسلولز همچنين به عنوان سلولز ميکروفيبريلي3ناميده مي شود، يک ماده اي است که از فيبرهاي سلولزي در ابعاد نانو تشکيل شده و داراي نسبت ابعاد بالا (نسبت طول به عرض)است.معمول ترين دامنه ابعاد 20-5نانومتر عرض و تا 2000 نانومتر طول مي تواند متغير باشد. فيبرها از هر سلولزي جداسازي مي شوند. رايج ترين

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید