پژوهشگران مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، برای سنتز نوعی نانوذره از یک روش نوین منطبق بر اصول شیمی سبز استفاده کردند. این روش به دلیل استفاده از واکنشگرهای زیستی و سبز، به جای مواد شیمیایی سمی و آلاینده و همچنین سنتز در دما و فشار محیطی به جای شرای
استفاده از روش‌های شیمی سبز در سنتز نانوذرات اکسید روی
اغلب روش‌های سنتز شیمیایی نانومواد مانند سل-ژل، رسوب دهی شیمیایی، روش هیدروترمال، پیرولیز و رسوب بخار، منجر به ایجاد گونه‌های سمی می‌‌شوند. بعضی از این واکنش‌ها برای شروع، به دما و فشار بالا نیاز دارند. برخی نیز نیازمند استفاده از اتمسفر بی اثر، مواد شیمیایی سمی، پایدارکننده‌ها و پیشران‌های سمی هستند که به محیط زیست لطمه‌های جدی وارد می‌کنند. لذا روش‌های سنتز شیمی سبز، به عنوان جانشینی با ارزش برای روش‌های شیمیایی سمی و مخرب خواهند بود.
در این راستا، در طرحی، نانوذرات زیست سازگار بر پایه‌ی اکسید روی، به روش منطبق بر استانداردهای شیمی سبز سنتز شدند.
دکتر مهرناز قراگوزلو، با اشاره به مزایای استفاده از نتایج این طرح عنوان کرد: «انجام کلیه‌ی واکنش‌ها در حلال سبز آب، استفاده از بیوواکنشگر زیستی و سبز و حذف مواد و حلال‌های سمی و آلاینده از مهم‌ترین مزیت‌های روش پیشنهادی است. همچنین استفاده از مواد اولیه‌ی در دسترس و ارزان قیمت، دمای پایین، سهولت و تکرارپذیری روش استفاده شده از دیگر نتایج این طرح است. از طرف دیگر صنایع مختلف با بکارگیری این روش می‌توانند در بلند مدت از طریق کنترل آلودگی و استفاده‌ی کمتر از انرژی، در هزینه‌ها صرفه جویی کنند.»
وی در ادامه برخی کاربردهای نانوذرات تولید شده را برشمرد و افزود: «کاربرد صنعتی و متداول این نانوذرات عمدتاً در صنعت لاستیک سازی است. این مصارف مربوط به عایق بودن آن در مقابل جریان الکتریسیته، ظرفیت حرارتی زیاد، خاصیت چسبندگی خوب و قدرت پوشش عالی آن است. در واقع استفاده از نانوذرات اکسید روی در لاستیک باعث صافی و همواری شکل ظاهری، زیبایی و ظرافت بخشیدن به آن، افزایش دوام و حفظ استحکام لاستیک در دمای بالا و طول عمر زیاد آن می‌شود.»
افزون بر این، نانوذرات اکسید روی به دلیل خواصی مانند نیمه رسانایی، پیزوالکتریک و پیروالکتریک و نیز زیست سازگاری می‌توانند کاربردهای جدیدی در الکترونیک نوری، حسگرها، ترانسفورماتورها و پزشکی داشته باشند.
به گفته‌ی قراگوزلو، در این تحقیق ابتدا یک پیش ماده‌ی جدید سبز و محلول در آب، بر مبنای کمپلکس معدنی بیومولکول زیست سازگار با یون روی (II) سنتز شد. بیوکمپلکس مذکور به عنوان مدل زیستی از پیریدوکسال فسفات، که کوفاکتور واکنش‌های آنزیمی است، با مکانیسم تراکم آلدهید و آمین در pH معین و کنترل شده تهیه شد. سپس این بیوکمپلکس جدید با برنامه منظم حرارتی، تخریب گرمایی شد تا نانوذرات زیست سازگار بر پایه اکسید روی با توزیع اندازه یکنواخت و خواص مطلوب سنتز شوند.
این تحقیقات از همکاری دکتر مهرناز قراگوزلو، عضو هیأت علمی موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، دکتر بیاتی و مهندس زهرا برادران حاصل شده که نتایج آن در مجله‌ی Ceramics International (جلد ۴۱، شماره ۷، سال ۲۰۱۵، صفحات ۸۳۸۲ تا ۸۳۸۷) منتشر شده است.
در این راستا، در طرحی، نانوذرات زیست سازگار بر پایه‌ی اکسید روی، به روش منطبق بر استانداردهای شیمی سبز سنتز شدند.
دکتر مهرناز قراگوزلو، با اشاره به مزایای استفاده از نتایج این طرح عنوان کرد: «انجام کلیه‌ی واکنش‌ها در حلال سبز آب، استفاده از بیوواکنشگر زیستی و سبز و حذف مواد و حلال‌های سمی و آلاینده از مهم‌ترین مزیت‌های روش پیشنهادی است. همچنین استفاده از مواد اولیه‌ی در دسترس و ارزان قیمت، دمای پایین، سهولت و تکرارپذیری روش استفاده شده از دیگر نتایج این طرح است. از طرف دیگر صنایع مختلف با بکارگیری این روش می‌توانند در بلند مدت از طریق کنترل آلودگی و استفاده‌ی کمتر از انرژی، در هزینه‌ها صرفه جویی کنند.»
وی در ادامه برخی کاربردهای نانوذرات تولید شده را برشمرد و افزود: «کاربرد صنعتی و متداول این نانوذرات عمدتاً در صنعت لاستیک سازی است. این مصارف مربوط به عایق بودن آن در مقابل جریان الکتریسیته، ظرفیت حرارتی زیاد، خاصیت چسبندگی خوب و قدرت پوشش عالی آن است. در واقع استفاده از نانوذرات اکسید روی در لاستیک باعث صافی و همواری شکل ظاهری، زیبایی و ظرافت بخشیدن به آن، افزایش دوام و حفظ استحکام لاستیک در دمای بالا و طول عمر زیاد آن می‌شود.»
افزون بر این، نانوذرات اکسید روی به دلیل خواصی مانند نیمه رسانایی، پیزوالکتریک و پیروالکتریک و نیز زیست سازگاری می‌توانند کاربردهای جدیدی در الکترونیک نوری، حسگرها، ترانسفورماتورها و پزشکی داشته باشند.
به گفته‌ی قراگوزلو، در این تحقیق ابتدا یک پیش ماده‌ی جدید سبز و محلول در آب، بر مبنای کمپلکس معدنی بیومولکول زیست سازگار با یون روی (II) سنتز شد. بیوکمپلکس مذکور به عنوان مدل زیستی از پیریدوکسال فسفات، که کوفاکتور واکنش‌های آنزیمی است، با مکانیسم تراکم آلدهید و آمین در pH معین و کنترل شده تهیه شد. سپس این بیوکمپلکس جدید با برنامه منظم حرارتی، تخریب گرمایی شد تا نانوذرات زیست سازگار بر پایه اکسید روی با توزیع اندازه یکنواخت و خواص مطلوب سنتز شوند.
این تحقیقات از همکاری دکتر مهرناز قراگوزلو، عضو هیأت علمی موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، دکتر بیاتی و مهندس زهرا برادران حاصل شده که نتایج آن در مجله‌ی Ceramics International (جلد ۴۱، شماره ۷، سال ۲۰۱۵، صفحات ۸۳۸۲ تا ۸۳۸۷) منتشر شده است.
