تهیه غشاء نانوکامپوزیتی بر پایه‌ی پلی‌آکریلونیتریل و نانوکلاستر {Mo154}جهت جذب کپساسینوئیدها با قابلیت استفاده در لباس‌های محافظ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

پژوهشگاه علوم انتظامی و مطالعات اجتماعی ناجا- عضوء هیات علمی پژوهشکده تجهیزات و فناوری‌های انتظامی

چکیده

در این مقاله غشای نانوالیاف کامپوزیتی پلی­آکریلونیتریل- نانوپلی اکسومولیبدات PAN-{Mo154} با استفاده از فرایند الکتروریسی در شرایط محیطی بعد از بهینه سازی پارامترهای مختلف و تاثیر گذار بر روی نانوالیاف با میانگین قطر حدود 100 نانومتر تهیه شد. نانوالیاف مذکور قابلیت استفاده در لباس­های محافظ و ماسک های تنفسی جهت جذب کپساسینوئیدها را خواهد داشت. در این مطالعه ساختار نانوالیاف کامپوزیتی با استفاده از تکنیک SEM، TEM، FT-IR و UV-Vis مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس نانوالیاف به عنوان غشاء جاذب جهت جذب کپساسینوئیدها مورد استفاده قرار گرفت. ماکزیم جذب کپساسینوئیدها حدود 30 دقیقه می­باشد. بعد از بهینه سازی شرایط مختلف، غشاء نانوالیاف کارایی بالایی در جذب کپساسینوئیدها از خود نشان داد به طوری که در جذب انواع مختلف این ترکیبات کارایی حدود %98-92 مشاهده شد. شرایط بهینه شده شامل wt%8 از پلی آکریلو نیتریل، درصدهای وزنی مختلف از {Mo154}، ولتاژ  12 کیلو ولت، نرخ تغذیه محلول ریسندگی 1/0میلی لیتر بر ساعت، فاصله نازل تا جمع کننده (جمع­کننده متحرک) 15سانتی­متر و سرعت حرکت جمع کننده 600 دور بر دقیقه می­باشد. از جمله مزایای این نانوالیاف می توان به قدرت جذب بالا، روش سنتز سریع، هزینه پایین، زیست سازگاری و عدم سمیت اشاره کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Preparation of Nanocomposite Membranes Based on Polyacrylonitrile and Nanoclusters {Mo154} For Absorption of Capsaicinoids Usable in Protective Clothing

نویسنده [English]

  • Reza Haddad
Department of Police Equipment and Technologies, Police Sciences and Social Studies Institute, Tehran
چکیده [English]

In this paper, polyacrylonitrile-nanopolyxomolybdate PAN-{Mo154} composite nanofibrous membrane was prepared by electrospinning under ambient conditions.  Nanofibers with an average fiber diameter of 100 nm were obtained under optimized conditions: 8wt.% of polyacrylonitrile, applied voltage of 12 kV, feed rate of 0.1 ml/h, nozzle to collector distance of 15 cm, and the collector rotating speed of 600 rpm. The structure of composite nanofibers was evaluated using SEM, TEM, FT-IR and UV-Vis techniques. The fabricated nanofibrous membrane was used for the adsorption of capsaicinoids. The maximum adsorption of capsaicinoids was obtained in about 30 minutes. The optimized nanofibrous membrane showed high efficiency 92-98% in adsorption of capsaicinoids.  These biocompatible, non-toxic nanofibrous membranes can be produced fast with low cost and they have high adsorption capacity for capsaicinoids. Thus, they can be used in protective clothing and respiratory masks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposites
  • Protective clothing
  • Capsaicinoids
  • Polyacrylonitrile
  • Nanofibers

مراجع

  1. Govindarajan, V. S., Sathyanarayana, M. N., Capsicum - Production, Technology, Chemistry, and Quality. Part V. Impact on Physiology, Pharmacology, Nutrition, and Metabolism; Structure, Pungency, Pain, and Desensitization Sequences, Crit. Rev. Food. Sci. Nutr., 29, 435–474, 1991.
  2. Reyes-EscogidoMde, L., Gonzalez-Mondragon, E. G., Vazquez-Tzompantzi, E., Chemical and Pharmacological Aspects of Capsaicin, Molecules., 16, 1253–1270, 2011.
  3. Thiele, R., Mueller-Seitz, E., Petz, M., Chili Pepper Fruits: Presumed Precursors of Fatty Acids Characteristic for Capsaicinoids, Journal of Agricultural and Food Chemistry., 56, 4219–4224, 2008.
  4. Sumate, B.,Chada. P., Muenduen, P., Ultrasound-assisted Extraction of Capsaicinoids from Capsicum Frutescens on a Lab- and Pilot-Plant Scale, Ultrasonic Sonochemistry., 15, 1075-1079, 2008.
  5. Cichewicz, P., Thorpe, A., The Antimicrobial Properties of Chile Peppers (Capsicum Species) and Their Uses in Mayan Medicine, Journal of Enthnopharmacology., 52, 61-70, 1996.
  6. Kosuge, S., Inagaki, Y., Okumura, H., Studies on the Pungent Principles of Red Pepper. Part VIII. On the Chemical Constitutions of the Pungent Principles, J. Agric. Chem. Soc., 35, 923-927, 1961.
  7. Bennett, D. J., Kirby, GW., Constitution and Biosynthesis of Capsaicin, J. Chem. Soc. C., 442-446, 1968.
  8. Mark, H., Peter, C. A. Kam., Capsaicin: A Review of its Pharmacology and Clinical Applications, Current Anaesthesia and Critical Care., 19, 338-343, 2008.
  9. Nelson, A. J., Ragan, B. G., Bell, G. W., Ichiyama, RM., Iwamoto, G. A., Capsaicin-Based Analgesic Balm Decreases Pressor Responses Evoked by Muscle Afferents, Medicine & Science in Sports & Exercise., 36, 444-450, 2004.

10. Haddad, R., Dusti Telgerd, M., Hadi, H. A., Sadeghinia, M., Fabrication of a Novel Electrospun Polyacrylonitrile/Giant Ball {Mo132} Composite Nanofibrous Mats in Adsorption of 2-CEES, Current Applied Polymer Science., 3, 130-138, 2019.

11. Janthana, N., Winita, P., Patnarin, W., Synergistic Effect of Welding Electrospun Fibers and MWCNT Reinforcement on Strength Enhancement of PAN–PVC Non-Woven Mats for Water Filtration, Chemical Engineering Science., 193, 230–242, 2019.

12. Zhai, G., Fan, Q., Tang, Y., Zhang, Y., Pan, D., Qin, Z., Conductive Composite Films Composed of Polyaniline Thin Layers on Microporous Polyacrylonitrile Surfaces, Thin Solid Films., 519, 169–173, 2010.

13. Raeesi, F., Nouri, M., Haghi, A. K., Electrospinning of Polyaniline-Polyacrylonitrile Blend Nanofibers, e‐Polymers., 114, 1–13, 2009.

14. Zhang, D., Karki, A. B., Rutman, D., Young, D. P., Wang, A., Cocke, D., Ho, T. H., Guo, Z., Electrospun Polyacrylonitrile Nanocomposite Fibers Reinforced with Fe3O4 Nanoparticles: Fabrication and Property Analysis, Polymer., 50, 4189-4198, 2009.

15.      Muller, A., Das, S. K., Fedin, V. P., Krickemeyer, E., Beugholt, C., Bogge, H., Schmidtmann, M.,  Hauptfleisch, B., Rapid and Simple Isolation of the Crystalline Molybdenum-Blue Compounds with Discrete and Linked Nanosized Ring-Shaped Anions:Na15[MoVI126MoV28O462H14(H2O)70]0.5 [MoVI 124MoV28O457H14(H2O)68]0.5 ca.400H2O and Na22[MoVI 118MoV28O442H14(H2O)58] ca. 250H2O, Z. Anorg.Allg. Chem., 625, 1187-1192, 1999.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 مهر 1398
  • تاریخ بازنگری: 03 آبان 1398
  • تاریخ پذیرش: 15 آذر 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار