نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه غیرانتفاعی آفاق ارومیه، ارومیه، ایران

3 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم پزشکی مراغه، ارومیه، ایران

چکیده

در این تحقیق نانوذرات پلی‌پیرول (PPy) و نانوکامپوزیت پلی‌پیرول-اکسید روی (PPy-ZnO) به روش شیمیایی روی فیلم سلولز باکتریایی در حضور کلرید آهن 3 سنتز و فیلم‌های هادی الکتریسیته تهیه شد. اندازه، شکل و مورفولوژی ذرات سنتزشده با استفاده از تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند پلی‌پیرول‌های سنتزشده کروی‌شکل و در ابعاد 50-150 نانومتر می‌باشند درحالی‌که ذرات نانوکامپوزیت پلی‌پیرول-اکسید روی دانه‌ای‌شکل بوده و در ابعاد 30-120 نانومتر می‌باشند. خواص مکانیکی شامل کرنش تا نقطۀ شکست و مقاومت کششی، خواص ضدمیکروبی و ضدقارچی (باکتری اشرشیاکلی و قارچ آسپرژیلوس نایجر) و نیز خاصیت آنتی‌اکسیدانی و هدایت الکتریکی فیلم‌های تهیه‌شده موردمطالعه قرار گرفتند. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که در پی اضافه‌کردن پلی‌پیرول مقاومت الکتریکی کاهش یافت درنتیجه جریان الکتریکی فیلم‌ها افزایش یافت. افزودن نانوذرات (پلی‌پیرول و اکسید روی) باعث تضعیف خواص مکانیکی (کرنش در نقطۀ شکست و مقاومت کششی) شده و استحکام کششی کاهش یافت. قدرت مهارکنندگی رادیکال‌‌های آزاد فیلم سلولز باکتریایی با افزودن اکسید روی به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت. سنتز و افزایش زمان سنتز پلی‌پیرول روی فیلم سلولز تأثیر مثبت در ایجاد خاصیت ضدمیکروبی و ضدقارچی فیلم‌ها داشت ولی نانوذرات اکسید روی بیشتر روی خاصیت ضدقارچی مؤثر می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها

Ali, A., Ambreen, S., Maqbool, Q., Naz, S., Shams, M. F., Ahmad, M., . . . Zia, M. (2016). Zinc impregnated cellulose nanocomposites: Synthesis, characterization and applications. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 98, 174-182. doi:https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2016.07.007

ASTM. (2010). Standard test methods for tensile properties of thin plastic sheeting. D882-10. In: Annual book of ASTM. Philadelphia, PA: American Society for Testingand Materials.

Ebrahimiasl, S., Zakaria, A., Kassim, A., & Basri, S. N. (2015). Novel conductive polypyrrole/zinc oxide/chitosan bionanocomposite: synthesis, characterization, antioxidant, and antibacterial activities. International Journal of Nanomedicine, 10, 217-227. doi:https://doi.org/10.2147/IJN.S69740

Eisa Zadeh, H., & Khademian, M. (2006). Preparation of Polypyrrole and Its Composites in Various Solutions Using Different Additives and Studying the orphology and Conductivity of the Prepared Film. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 19(2), 131-136. (in Persian) doi:https://doi.org/10.22063/jipst.2006.837

Emamifar, A., Kadivar, M., Shahedi, M., & Soleimanian-Zad, S. (2011). Effect of nanocomposite packaging containing Ag and ZnO on inactivation of Lactobacillus plantarum in orange juice. Food Control, 22(3-4), 408-413. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2010.09.011

Esa, F., Tasirin, S. M., & Rahman, N. A. (2014). Overview of bacterial cellulose production and application. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2, 113-119. doi:https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2014.11.017

Gajjar, P., Pettee, B., Britt, D. W., Huang, W., Johnson, W. P., & Anderson, A. J. (2009). Antimicrobial activities of commercial nanoparticles against an environmental soil microbe, Pseudomonas putida KT2440. Journal of Biological Engineering, 3(1), 9. doi:https://doi.org/10.1186/1754-1611-3-9

Ghanbarzadeh, B., Pezeshki Najafabadi, A., & Almasi, H. (2011). Antimicrobial edible films for food packaging. Food Science and Technology, 8(32), 123-135. (in Persian)

Ko, H.-U., Mun, S., Min, S. K., Kim, G.-W., & Kim, J. (2014). Fabrication of Cellulose ZnO Hybrid Nanocomposite and Its Strain Sensing Behavior. Materials, 7(10), 7000-7009. doi:https://doi.org/10.3390/ma7107000

Lee, C. H., An, D. S., Lee, S. C., Park, H. J., & Lee, D. S. (2004). A coating for use as an antimicrobial and antioxidative packaging material incorporating nisin and α-tocopherol. Journal of Food Engineering, 62(4), 323-329. doi:https://doi.org/10.1016/S0260-8774(03)00246-2

Nawaz, H. R., Solangi, B. A., Zehra, B., & Nadeem, U. (2011). Preparation of nano zinc oxide and its application in leather as a retanning and antibacterial agent. Canadian Journal on Scientific and Industrial Research, 2(4), 164-170.

Nouri, M. (2009). The Electrical Conductivity of Stretched Polyaniline and Polypyrrole Coated Yarns. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 22(5), 373-379. (in Persian) doi:https://doi.org/10.22063/jipst.2009.708

Pang, J., Liu, X., Zhang, X., Wu, Y., & Sun, R. (2013). Fabrication of cellulose film with enhanced mechanical properties in ionic liquid 1-allyl-3-methylimidaxolium chloride (AmimCl). Materials, 6(4), 1270-1284. doi:https://doi.org/10.3390/ma6041270

Pirsa, S., Shamusi, T., & Kia, E. M. (2018). Smart films based on bacterial cellulose nanofibers modified by conductive polypyrrole and zinc oxide nanoparticles. Journal of Applied Polymer Science, 135(34), 46617. (in Press). doi:https://doi.org/10.1002/app.46617

Ram, M. K., Yavuz, Ö., Lahsangah, V., & Aldissi, M. (2005). CO gas sensing from ultrathin nano-composite conducting polymer film. Sensors and Actuators B: Chemical, 106(2), 750-757. doi:https://doi.org/10.1016/j.snb.2004.09.027

Saadatmand, M. M., Yazdanshenas, M. E., Rezaei-Zarchi, S., Yousefi-telori, B., & Negahdary, M. (2012). Investigation of anti-microbial properties of chitosan-Tio2 Nanocomposite and its use on sterile gauze pads. Medical Laboratory Journal, 6(1), 59-72. (in Persian)

Shi, Z., Zhang, Y., Phillips, G. O., & Yang, G. (2014). Utilization of bacterial cellulose in food. Food Hydrocolloids, 35, 539-545. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2013.07.012

Siracusa, V., Rocculi, P., Romani, S., & Dalla Rosa, M. (2008). Biodegradable polymers for food packaging: a review. Trends in Food Science & Technology, 19(12), 634-643. doi:https://doi.org/10.1016/j.tifs.2008.07.003

Siripatrawan, U., & Harte, B. R. (2010). Physical properties and antioxidant activity of an active film from chitosan incorporated with green tea extract. Food Hydrocolloids, 24(8), 770-775. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2010.04.003

Vigneshwaran, N., Kumar, S., Kathe, A., Varadarajan, P., & Prasad, V. (2006). Functional finishing of cotton fabrics using zinc oxide–soluble starch nanocomposites. Nanotechnology, 17(20), 5087.

Wang, H., Bian, L., Zhou, P., Tang, J., & Tang, W. (2013). Core-sheath structured bacterial cellulose/polypyrrole nanocomposites with excellent conductivity as supercapacitors. Journal of Materials Chemistry A, 1(3), 578-584.

Zhang, L., Jiang, Y., Ding, Y., Povey, M., & York, D. (2007). Investigation into the antibacterial behaviour of suspensions of ZnO nanoparticles (ZnO nanofluids). Journal of Nanoparticle Research, 9(3), 479-489. doi:https://doi.org/10.1007/s11051-006-9150-1