شماره مدرك :
18767
شماره راهنما :
16285
پديد آورنده :
كريمي حقيقي، فاطمه
عنوان :

تهيه فيلم فعال با خاصيت آنتي اكسيداني با استفاده از رزين جاوشير حاوي كربن كوانتوم دات

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فناوري
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
دوازده، 87ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
گرافن كوانتوم دات , هيدروترمال , جاوشير , بسته بندي فعال , زيست تخريب پذير , پوشش , آنتي اكسيدان , ضد فرابنفش , ضد ميكروب
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/06/28
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
صنايع غذايي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/06/28
كد ايرانداك :
2958932
چكيده فارسي :
پلاستيك‌ها در سال‌‌هاي اخير بخش قابل توجهي از ضايعات و آلودگي‌هاي محيط زيستي را تشكيل داده‌اند. به همين دليل در جهت كاهش استفاده از فرآورده‌هاي نفتي و همجنين به حداقل رساندن مسائل زيست محيطي، پليمرهاي زيست تخريب پذير به عنوان جايگزين پلاستيك، تحت بررسي گسترده قرار گرفته‌اند. با اين حال اين پليمرها محدوديت‌هايي از جمله خواص مكانيكي و ممانعتي ضعيف دارا هستند كه استفاده از نانوذرات به عنوان راه حلي در جهت بهبود خواص و تقويت اين پليمرها پيشنهاد مي‌شود. از اين رو، هدف از اين پژوهش، تهيه فيلم جاوشير حاوي نانوذرات گرافن كوانتوم دات دوپ شده با نيتروژن بود كه داراي خصوصيات ضد اشعه فرابنفش، آنتي اكسيدان و ضد ميكروب بوده و موجب افزايش ماندگاري مواد غذايي مي شود. محلول حاوي گرافن كوانتوم دات دوپ شده با نيتروژن (N-GQD) با استفاده از پيش ساز فروكتوز به عنوان منبع كربن و نيتريك اسيد به عنوان منبع نيتروژن جهت تامين عنصر دوپانت كننده به منظور افزايش عملكرد گرافن كوانتوم دات‌ها به كمك روش هيدروترمال ساخته شد. طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) جهت بررسي گروه‌هاي عملكردي، تاييد سنتز گرافن كوانتوم دات‌ها و دوپينگ موثر نيتروژن در ساختار آنها انجام شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري با وضوح بالا (HR-TEM) نشان داد كه نانو ذرات گرافني بصورت كروي هستند و ميانگين قطر در آنها 2/7 ±5/6 نانومتر و فاصله شبكه درون صفحه‌اي 252/0 نانومتر است. طيف سنجي جذبي و سنجش مهار راديكال آزاد(DPPH) نشان داد كه محلول حاصل خاصيت جذب UV و آنتي اكسيداني زيادي دارد. بار سطحي ذرات توسط آناليز پتانسيل زتا mV 5/0 ± 6/8 اندازه گيري شد. در مرحله بعد فيلم جاوشير با استفاده از رزين جاوشير كه توسط روش تقطير كلدال با كمك اتانول استخراج شده بود، به همراه اتيل سلولز به عنوان هاردنر و حاوي محلول N-GQD با استفاده از روش ريخته گري تهيه شد. نتايج FTIR حضور گرافن كوانتوم دات دوپ شده با نيتروژن را در ساختار فيلم جاوشير تاييد نمود. مورفولوژي فيلم‌ها با آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FESEM) بررسي شد و پراكندگي همگن و يكنواخت N-GQD در ماتريس پليمر را نشان داد. خواص ضد پرتوي فرابنفش فيلم¬هاي جاوشير تهيه شده با اسپكتروفتومتر بررسي شد. خواص آنتي¬اكسيداني N-GQD نيز با روش مهار راديكال آزاد DPPH مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه حضور N-GQD در ساختار فيلم¬هاي جاوشير، خواص ضد پرتوي فرابنفش و آنتي¬اكسيدان فيلم¬ها را افزايش داده است. نتايج آزمون ضخامت، حلاليت درآب و رطوبت نشان داد كه مقادير اين سه پارامتر فيلم جاوشير در اثر افزودن N-GQD افزايش يافته در صورتي كه نفوذ پذيري به بخار آب و تورم فيلم تيمار شده كاهش داشته است. افزودن N-GQD به فيلم در خواص مكانيكي (مقاومت كششي و ازدياد طول در شكست) آن تغيير معني داري ايجاد نكرده و فيلم حاصل از انعطاف پذيري خوبي برخوردار است. با پوشش دهي ميوه نارنگي توسط محلول فيلم جاوشير و فيلم جاوشير حاوي N-GQD، ارزيابي اثر فيلم‌ها در ماندگاري مواد غذايي انجام شد و مشخص شد كه پس از گذشت مدت 15 روز از زمان نگهداري در دماي℃ 25 ميوه‌هاي پوشش داده شده نسبت به شاهد كه بدون پوشش بود هيچگونه رشد كپكي را نشان ندادند كه اين تاييدي بر وجود خاصيت ضد قارچي و ضد ميكروبي و آنتي اكسيداني فيلم جاوشير و N-GQD مي‌باشد. اما فيلم جاوشير از بازار پسندي پايين‌تري برخوردار بود. در نهايت مي توان گفت كه فيلم جاوشير حاوي N-GQD به دليل دارا بودن جذب فرابنفش و ظرفيت آنتي اكسيداني بالا و خواص فيزيكي و مكانيكي قابل قبول و ممانعت از رشد ميكروبي، قابليت مناسبي براي بسته بندي مواد غذايي دارد.
چكيده انگليسي :
In recent years, plastics have formed a significant part of waste and environmental pollution. For this reason, in order to reduce the use of petroleum products and to minimize environmental issues, biodegradable polymers have been widely investigated as an alternative to plastic. However, these polymers have limitations such as weak mechanical and barrier properties, which is suggested the use of nanoparticles as a solution to improve the properties and strengthen of these polymers. Therefore, the aim of this research is to prepare the Opopanax film containing graphene quantum dot nanoparticles doped with nitrogen, which has ultraviolet radiation blocking, antioxidant and anti-microbial properties and increases the shelf life of food. The solution containing graphene quantum dots doped with nitrogen (N-GQD) was made using fructose precursor as a carbon source and nitric acid as a nitrogen source to supply the dopant element in order to increase the performance of graphene quantum dots with the help of hydrothermal method. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed to investigate the functional groups, confirming the synthesis of graphene quantum dots and effective nitrogen doping in their structure. High resolution transmission electron microscope (HR-TEM) images showed that graphene nanoparticles are spherical and their average diameter is 6.5±7.2 nm and in-plane lattice spacing is 0.252 nm. Absorption spectroscopy and free radical scavenging assay (DPPH) showed that the resulting solution has high UV absorption and antioxidant properties. The surface charge of particles was measured by zeta potential analysis as 8.6 ± 0.5 mV. In the next step, Opopanax film was prepared using Opopanax resin which was extracted by kejeldal distillation method using ethanol, along with ethyl cellulose as a hardener and containing N-GQD solution using casting method. FTIR results confirmed the presence of nitrogen-doped graphene quantum dot in the structure of Opopanax film. The morphology of the films was examined by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and showed a homogeneous and uniform dispersion of N-GQD in the polymer matrix. The anti-ultraviolet properties of Opopanax films were investigated with a spectrophotometer. The antioxidant properties of N-GQD was also eva‎luated by DPPH free radical scavenging method. The results showed that the presence of N-GQD in the structure of Opopanax films has increased the anti-ultraviolet radiation and antioxidant properties of the films. The results of the thickness, water solubility and humidity tests showed that the values of these three parameters of Opopanax film increased due to the addition of N-GQD, while the permeability to water vapor and swelling ratio of the treated film decreased. Adding N-GQD to the film did not significantly change its mechanical properties (tensile strength and elongation at break) and the resulting film had good flexibility. By coating tangerine fruit with Opopanax film solution and Opopanax film containing N-GQD, the effect of films on food shelf life was eva‎luated and it was found that after 15 days of storage at 25℃, the coated fruits compared to the control did not show any mold growth, which is a confirmation of the presence of anti-fungal, anti-microbial and antioxidant properties of Opopanax and N-GQD film. But the Opopanax film had a lower marketability. Finally, it can be said that Opopanax film containing N-GQD has a suitable capability for food packaging due to its ultraviolet absorption and high antioxidant capacity, acceptable physical and mechanical properties and inhibition of microbial growth
استاد راهنما :
هاجر شكرچي زاده
استاد مشاور :
مهدي كديور
استاد داور :
مهرنوش جعفري , اميرحسين گلي
لينک به اين مدرک :

بازگشت