محققان دانشگاه تهران موفق شدند با پوشش¬دهی کاغذ توسط نانوذرات تقره و نانو سلولز، کاغذهایی با خاصیت ضد میکروبی جهت بسته‌بندی مواد غذایی تولید کنند. این محصولات در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده‌اند.
تولید کاغذ بسته‌بندی ضد میکروب به کمک نانوذرات
یکی از بخش‌های مهم در صنایع تولید مواد غذایی، بخش بسته‌بندی است. به‌طورکلی مواد بسته‌بندی نقش مهمی در ایمنی و کیفیت نگهداری غذا ایفا می‌کنند. مسئله‌ی هزینه و مشکلات زیست‌محیطی پس از مصرف از مسائل مهم صنایع تولید مواد بسته‌بندی به شمار می‌روند. استفاده از بسته‌بندی‌های ضد میکروبی می‌تواند هم ازلحاظ کیفیت بسته‌بندی و هم به لحاظ هزینه‌ای و زیست‌محیطی مورد توجه قرار گیرد. بهینه‌سازی خواص این مواد در سال‌های اخیر در دستور کار بسیاری از محققان این حوزه از علم قرار گرفته است.
مهندس الهه امینی ضمن بیان این مطلب که در گذشته موادی مانند پلاستیک و شیشه جهت بسته‌بندی برخی مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گرفت در خصوص اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «اگرچه موادی مانند پلاستیک و شیشه نقش خود را در ممانعت از رسیدن آب، روغن و اکسیژن هوا به مواد غذایی به‌خوبی ایفا می‌کنند، اما معایبی نظیر عدم تجزیه‌پذیری و عدم استریل کامل و همچنین صرف میزان زیادی انرژی جهت تولید، استفاده از آن‌ها را با محدودیت مواجه کرده است. ازاین‌رو طراحان بسته‌بندی و مدیران تولید کاغذ و مقوا را جهت استفاده در این صنایع پیشنهاد کرده‌اند. هدف از انجام این طرح نیز تولید کاغذ بسته‌بندی ضد میکروبی با بهره‌گیری از نانوذرات نقره بوده است.»
با توجه به اینکه کاغذ ماده‌ای دوست دار محیط‌زیست است بنابراین با بهره‌گیری از نتایج این طرح می‌توان تا حدود زیادی آلودگی محیط‌زیست ناشی از عدم تجزیه‌پذیری موادی مانند پلاستیک و شیشه را کاهش داد. از طرفی به دلیل خاصیت ضد میکروبی این کاغذها، امکان مسمومیت‌های ناشی از نفوذ باکتری به مواد غذایی نیز کاهش پیدا می‌کند.
وی در رابطه با خصوصیات ضد میکروبی نانوذرات نقره افزود: «حضور نانوذرات نقره با اثر بر روی آنزیم‌های باکتریایی موجب توقف رشد باکتری‌ها آن‌ها می‌شود. فعالیت ضد میکروبی نانوذرات نقره تا حد زیادی به اندازه‌ی آن‌ها وابسته است. بدین‌صورت که با کوچک‌تر شدن ذرات و با افزایش نسبت سطح به حجم آن‌ها قدرت واکنش‌پذیری آن‌ها بیشتر می‌شود. از طرفی با کاهش اندازه‌ی ذرات، چسبندگی آن‌ها به دیواره‌ی سلولی افزایش و به دنبال آن قدرت میکروب‌کشی آن‌ها نیز بهبود می‌یابد.»
در طرح حاضر سطح دو کاغذ بسته‌بندی پایه کرافت و ضد چربی با نانوالیاف سلولزی اشباع شده از نانوذرات نقره با درصدهای مختلف پوشش داده شده و در ادامه مطالعه و مقایسه‌ای بین خواص مکانیکی، ضد میکروبی (بر دو نوع باکتری اشرشیاکلای و استافیلوکوکو اورئوس) و مانع شوندگی (در برابر نفوذ روغن، آب و هوا) کاغذ حاصل با کاغذ خام انجام گرفته است.
نتایج حاکی از آن است که مقدار بهینه‌ی نانوذرات نقره برای جلوگیری از رشد هر دو نوع باکتری مقدار ۵ و ۱۰ ppm بوده که باعث کاهش درصد زیادی از این دو نوع باکتری شده است. همچنین حضور نانوالیاف سلولزی به دلیل قدرت انعطاف‌پذیری بالا در هر دو نوع کاغذ، مقاومت به کشش کاغذها را بهبود داده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های مهندس الهه امینی- دانش‌آموخته‌ی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه تهران- و دکتر محمد آزاد فلاح، دکتر محمد لایقی، دکتر رضا طلایی حسن لویی- اعضای هیأت علمی این دانشگاه- است. نتایج این کار در مجله‌ی Cellulose (جلد ۲۳، سال ۲۰۱۶، صفحات ۵۵۷ تا ۵۷۰) به چاپ رسیده است.
