محققان پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ، نانوکاتالیستی آنزیمی طراحی کرده‌اند که قادر به حذف آلاینده‌های آلی از پساب صنایع مختلف است. این نانوکاتالیست زیست سازگار،به دلیل خاصیت مغناطیسی به راحتی قابل جداسازی و استفاده‌ی مجدد در فرایندهای تصفیه است.
پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ: مدل‌سازی استفاده از آنزیم‌ها به عنوان کاتالیست
تصفیه‌ی پساب‌های رنگی، مورد توجه جدی بسیاری از صنایع، از جمله صنعت نساجی است. تا کنون روش‌های مختلفی در این زمینه به کار گرفته شده است. با این حال، به دلیل پایداری شیمیایی رنگزاها، اغلب روش‌های مرسوم برای این نوع از پساب‌ها ناکارآمد است. در سال‌های اخیر تخریب رنگزا توسط آنزیم‌هایی مانند لاکاز به دلیل کارایی بالا و هزینه‌ی اقتصادی کم توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است.
در این طرح پژوهشی، محققان اقدام به ساخت کاتالیست‌های آنزیمی نموده‌اند که بر روی سطح نانوذرات تثبیت شده باشند. بر اساس داده‌های مورد بررسی در این تحقیق، نتایج حاکی از این است که کاتالیست مورد نظر، دوستدار محیط زیست و دارای قابلیت رنگبری بالایی است و می‌تواند پیشنهادی مناسب جهت حذف رنگزاها از پساب‌های رنگی باشد.
به گفته‌ی دکتر نیازمحمد محمودی، عوامل مختلفی از جمله شدت آلایندگی پساب و محصولات جانبی، بر روی کاهش پایداری و توانایی کاتالیستی آنزیم‌های آزاد تأثیرگذارند؛ بنابراین یافتن راه حل مناسب برای غلبه بر این مشکل، اهمیت فراوانی دارد.
وی در ادامه افزود: «استفاده از آنزیم تثبیت شده می‌تواند برخی از محدودیت‌های موجود را رفع کرده و کاتالیست‌هایی پایدار با عمر مفید طولانی را تولید نماید. در این تحقیق، آنزیم لاکاز بر روی نانوذرات مغناطیسی فریت منگنز تثبیت و توانایی آن برای رنگبری از سیستم‌های تک جزیی و دو جزیی و همچنین تأثیر متغیرهای مؤثر بر فرایند مورد مطالعه قرار گرفت.»
نتایج این طرح در صنایع مختلف مانند رنگ، نساجی، دارویی و به طور کلی صنایعی که پساب آن‌ها حاوی مواد آلی باشند، قابل استفاده است.
در روند این تحقیقات آنزیم لاکاز بر روی نانوذرات مغناطیسی فریت منگنز به کمک روش شیمیایی تثبیت شد. خصوصیات سطحی آنزیم تثبیت شده بر روی نانوذرات مغناطیسی با استفاده از تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ارزیابی شده است. در ادامه با کاربرد این کاتالیست در فرایند جداسازی پساب‌های رنگی مختلف به عنوان مدل‌های مورد مطالعه، قابلیت رنگبری آن با استفاده از روش LSSVM مدل‌سازی گردیده است.
از آن جا که استفاده از نانومواد زیست سازگار در داشتن محیط زیست سالم از اولویت‌های روز مراکز تحقیقاتی برتر دنیاست، ساخت و کاربرد این مواد در طرح‌هایی تحقیقاتی در دستور کار این گروه قرار دارد.
این تحقیقات از همکاری دکتر نیازمحمد محمودی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ، مهندس میلاد عربلو و مهندس جعفر عبدی به دست آمده که نتایج آن در مجله‌ی Water Research (جلد ۶۷، شماره ۱، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۱۶ تا ۲۲۶) چاپ شده است
در این طرح پژوهشی، محققان اقدام به ساخت کاتالیست‌های آنزیمی نموده‌اند که بر روی سطح نانوذرات تثبیت شده باشند. بر اساس داده‌های مورد بررسی در این تحقیق، نتایج حاکی از این است که کاتالیست مورد نظر، دوستدار محیط زیست و دارای قابلیت رنگبری بالایی است و می‌تواند پیشنهادی مناسب جهت حذف رنگزاها از پساب‌های رنگی باشد.
به گفته‌ی دکتر نیازمحمد محمودی، عوامل مختلفی از جمله شدت آلایندگی پساب و محصولات جانبی، بر روی کاهش پایداری و توانایی کاتالیستی آنزیم‌های آزاد تأثیرگذارند؛ بنابراین یافتن راه حل مناسب برای غلبه بر این مشکل، اهمیت فراوانی دارد.
وی در ادامه افزود: «استفاده از آنزیم تثبیت شده می‌تواند برخی از محدودیت‌های موجود را رفع کرده و کاتالیست‌هایی پایدار با عمر مفید طولانی را تولید نماید. در این تحقیق، آنزیم لاکاز بر روی نانوذرات مغناطیسی فریت منگنز تثبیت و توانایی آن برای رنگبری از سیستم‌های تک جزیی و دو جزیی و همچنین تأثیر متغیرهای مؤثر بر فرایند مورد مطالعه قرار گرفت.»
نتایج این طرح در صنایع مختلف مانند رنگ، نساجی، دارویی و به طور کلی صنایعی که پساب آن‌ها حاوی مواد آلی باشند، قابل استفاده است.
در روند این تحقیقات آنزیم لاکاز بر روی نانوذرات مغناطیسی فریت منگنز به کمک روش شیمیایی تثبیت شد. خصوصیات سطحی آنزیم تثبیت شده بر روی نانوذرات مغناطیسی با استفاده از تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ارزیابی شده است. در ادامه با کاربرد این کاتالیست در فرایند جداسازی پساب‌های رنگی مختلف به عنوان مدل‌های مورد مطالعه، قابلیت رنگبری آن با استفاده از روش LSSVM مدل‌سازی گردیده است.
از آن جا که استفاده از نانومواد زیست سازگار در داشتن محیط زیست سالم از اولویت‌های روز مراکز تحقیقاتی برتر دنیاست، ساخت و کاربرد این مواد در طرح‌هایی تحقیقاتی در دستور کار این گروه قرار دارد.
این تحقیقات از همکاری دکتر نیازمحمد محمودی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ، مهندس میلاد عربلو و مهندس جعفر عبدی به دست آمده که نتایج آن در مجله‌ی Water Research (جلد ۶۷، شماره ۱، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۱۶ تا ۲۲۶) چاپ شده است
