مزایای بیوپلیمر

پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد م

مزایای بیوپلیمر

پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. 

بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند. 

پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.

 در روند طبیعی، بیوپلیمر ها و یا همان ماكرومولكول ها، تركیبات داخل سلولی هستند كه قابلیت زنده ماندن را به ارگانیسم در شرایط سخت محیطی می دهند.مواد بیوپلیمری در شكل های گوناگونی توسعه یافته اند؛ بنابراین ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون را دارند. توسعه مواد بیوپلیمری به چنددلیل اهمیت دارد. اول این كه این مواد بر خلاف پلیمر های امروزی كه از مواد نفتی به دست می آیند، به محیط زیست برگشت پذیر هستند؛ بنابراین موادآلوده كننده محیط زیست به شمار نمی آیند. در این خصوص مواد بیوپلیمری در ساخت پلاستیك ها به دو صورت استفاده قرار می شوند.

 اول استفاده از پلاستیک هایی كه درآنها یک ماده تخریب پذیر(مانند نشاسته) به یک پلاستیک متداول (مانندپلی اتیلن) اضافه می شود، درنتیجه این ماده به افزایش سرعت تخریب پلاستیک کمک می کند. این مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با آن که کمک زیادی به کاهش زباله های پلاستیکی کرده اند، اما به دلیل این که در آنها از همان پلاستیک های متداول تخریب ناپذیر استفاده می شود و استفاده از مقدار زیادی مواد تخریب پذیر در پلاستیک ویژگی آن را تضعیف می کند، موقعیت چندان محکمی ندارند.

دوم استفاده از پلاستیک های تخریب پذیر ذاتی است که به دلیل ساختمان شیمیایی خاص به وسیله باکتری ها، آب یا آنزیم ها در طبیعت تخریب می شوند و خیلی سریع تر از نوع اول به محیط زیست بر می گردند، دردرجه دوم اهمیت مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته می شوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیك قرار می گیرند، پس هیچ گاه منابع آن محدود و تمام شدنی نیست، در حالی كه مواد پلیمری و پلاستیكی امروزی از سوخت های فسیلی ساخته می شود كه منابع آن محدود و تمام شدنی است. هر چند این منابع در حال حاضر و به ویژه در كشور ما به وفور یافت می شوند، ولی روزی تمام خواهند شد. سومین مزیت بیوپلیمر ها، اقتصادی بودن این مواد است، زیرا تولید بیوپلیمر نیاز زیادی به كارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امكانات می توان به تولید آن مبادرت ورزید. همچنین قیمت بالای نفت خام، كشور ها را به سوی استفاده از این مواد سوق داده است.  

هر چند امروزه برای کاربردهای بسیار خاص مانند نخ بخیه جراحی(نخ بخیه حل شونده) به کار می روند، ولی دیری نخواهد پایید كه به استفاده گسترده از این پلیمر ها توجه خواهد شد. سه گروه از موجودات زنده می توانند بیوپلیمرها را تولید كنند كه عبارتند از:گیاهان، جانوران و میكروارگانیسم ها كه از این میان گیاهان و میكروارگانیسم ها اهمیت بیشتری دارند. 

گیاهان تولیدكننده 

بیشترین تحقیقات بیوپلیمری روی مهندسی ژنتیك گیاهان تولیدكننده فیبر مانند كتان، كنف و ... متمركز شده است. به عبارت دیگر، توسعه واكنش های مولكولی درون سلولی گیاهان كه به تولید مواد بیوپلیمری منجر می شود، مورد توجه مهندسان ژنتیك و بیوتكنولوژی قرار گرفته است. مواد بیوپلیمری كه در سلول های گیاهی ساخته می شود، بیشتر از جنس پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. این ماده از نظر خصوصیات فیزیكی و مكانیكی بسیار شبیه پلی پروپیلن حاصل از مواد نفتی است. امروزه با همسانه سازی كردن ژن تولید كننده پلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات در گیاهان معمولی كه قابلیت تولید بیوپلیمر را ندارند، توانسته اند این محصول پلیمری را به طور انبوه تولید كنند. گیاهان، نیشكر، یونجه، درخت خردل و ذرت برای تولید این بیوپلیمر از طریق مهندسی ژنتیك انتخاب شده اند كه ژن تولید كننده این پلیمر به داخل ژنوم این گیاهان وارد می شود و گیاه یادشده را به ساختن بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات قادرمی سازد. 

ارگانیه های تولیدكننده بیوپلیمر ها 

درحدود ۸۰ سال قبل برای نخستین بار بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات از باكتری باسیلوس مگاتریوم جدا سازی شد. ازآن پس دانشمندان بیوپلیمر به دنبال یافتن راه هایی هستند كه تولیدات بیوپلیمری باكتریایی را توسعه دهند و به صورت تجاری درآورند. 

بیوپلیمر هایی كه سلول های باكتریایی قادر به تولید آن هستند و از آنها جداسازی شده اند، عبارتند از: پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA)، پلی لاكتیك اسید (PLA) و پلی هیدروكسی بوتیرات (PHA). این بیوپلیمر ها از نظر خصوصیات فیزیكی به پلیمر های پلی استیلن و پلی پروپیلن شبیه هستند. بیوپلیمر های میكروبی در طبیعت به عنوان تركیبات داخل سلولی میكروب ها یافت می شوند و بیشتر زمانی كه باكتری ها در شرایط نامساعد محیطی قرار می گیرند، اقدام به تولید این مواد می كنند. این مواد در حالت طبیعی به عنوان یك منبع انرژی راحت و در دسترس عمل می كنند.

مهندسی پلیمر

با پیشرفت علم و تكنولوژی بشر به دنبال مواد و وسایلی می گشت تا بتواند توسط آنها كارایی و كیفیت اشیای ساخته دست خود را افزایش دهد . 

با پیشرفت علم و تكنولوژی بشر به دنبال مواد و وسایلی می گشت تا بتواند توسط آنها كارایی و كیفیت اشیای ساخته دست خود را افزایش دهد . همچنین بشر به دنبال آن بود كه بتواند موادی بسازد تا توسط آنها اشیایی با كیفیت مورد نظر خود تهیه كند به عنوان مثال بدنه هواپیما باید علاوه بر مقاومت در برابر نیرو های وارد از جنسی سبك ساخته شود تا هواپیما بتواند به آسانی به هوا بلند شود در ابتدا بنه هواپیما ها را از فلز آلومنیوم كه نسبت به سایر فلزات سبكتر است می ساختند لیكن با پیدایش مواد پلیمری به تدریج این مواد جایگزین فلز آلومنیوم شدند مثال دیگر در این زمینه یكی از مشكلات عمده ای است كه اكثر افراد عینكی با آن رو به رو هستند افتادن در پی آن شكستن عدسی عینك كه در نتیجه آن افراد هزینه زیادی را متحمل می شوند اگر بتوان ¬عدسی عینك را از ماده ای ساخت كه علاوه بر شفافیت و عملكرد مناسب در مقابل ضربه نیز مقاوم باشد مشكل این افراد نیز حل خواهد شد. لنزهای چشمی كه به تازگی وارد بازار شده اند این قابلیت را دارا هستند این لنز ها از جنس مواد پلیمری هستند .

یكی از مشكلات عمده ای كه اكثر انسان ها با آن روبه رو هستند خرابی دندان و نیز ترمیم دندانهای فاسد یا جایگزینی آنها با دندانهای مصنوعی است . تا چند سال پیش دندانهای خراب فقط با استفاده از فلزات آلیاژی نقره ای رنگی به نام آمالگام تعمیر می شد این مواد علاوه بر رنگ ناموزون نسبت به سایر دندانها به خوبی به دندان نیم چسبد و پس از مدتی جدا شده داخل دندان خالی می شود همچنین حرارت را به خوبی از خود عبور داده گاهی هنگام خوردن و آشامیدن غذاهای سرد و گرم ، فرد دچار دندان درد می شود .

دندان های مصنوعی نیز از چینی ساخته می شوند كه در برابر ضربه مقاوم نبوده سریعا می شكنند برای رفع عیوب فوق به تازگی از موادی استفاده می شود كه علاوه بر داشتن رنگ سفید و مناسب در برابر سایش و ضربه نیز مقاوم بوده و به خوبی به دندان می چسبند و مانند عایق حرارتی گرما و سرما را از خود عبورنمی دهند این مواد از جنس پلیمر ساخته شده اند اكریلیك و كامپوزیت نام دارند . 

نوع فایل:word

سایز :425 KB 

تعداد صفحه : 81

برچسب ها : مزایای بیوپلیمر , مزایای بیوپلیمر , بیوپلیمر , پلیمرهای زیستی , باكتری , گیاه , تولیدكنندگان , ماكرومولكول , كووالانسی , مدل سازی قطعات , مهندسی پلیمر , گروه مهندسین , تكنولوژی STREAM , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پروژه

بررسی امکان بیوسنتز نانوذرات طلا و نقره در چند رقم گیاه یونجه در شرایط درون شیشه

آنچه که امروزه تحت عنوان نانو تکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترمی می باشد از طرفی استفاده از روش های ایمن و دوست دار طبیعت یکی از چالش های مهم در عصر کنونی است که باید به آن توجه ویژه داشت

بررسی امکان بیوسنتز نانوذرات طلا و نقره در چند رقم گیاه یونجه در شرایط درون شیشه

آنچه که امروزه تحت عنوان نانو تکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترمی می باشد. از طرفی استفاده از روش های ایمن و دوست دار طبیعت یکی از چالش های مهم در عصر کنونی است که باید به آن توجه ویژه داشت. میکروب­ها و گیاهان به طور ذاتی دارای قابلیت کاهش فلزات از طریق مسیرهای متابولیک ویژه خود هستند. بر این اساس در مطالعه حاضر گیاه یونجه به منظور تولید نانوذرات طلا و نقره مورد استفاده قرار گرفته است. گیاهان به مدت 24،48 و72 ساعت در محلول تتراکلرواوریت (1،2 و3 میلی مولار) و نیترات نقره (5/5، 5/6، 5/7 میلی مولار) قرار گرفتند تا بتوان از طریق نمونه گیری هر 24 ساعت یک بار زمانی که گیاه تولید ذرات در مقیاس نانو می کند شناسایی شود این آزمایش در سه تکرار بر روی سه رقم نیکشهری، همدانی و یزدی گیاه یونجه انجام شد ،گیاهان از طریق طیف سنجی ماورای بنفش- مرئی (جهت تشخیص وجود نانوذرات طلا و نقره) و میکروسکوپ الکترونی نگاره همراه با طیف سنج عنصری اشعه ایکس (جهت شناسایی نوع، اندازه و شکل نانوذرات)،دستگاه نانوپارتیکل آنالایزر (جهت تعیین میانگین قطر دینامیکی کل ذرات) انجام شد با آزمایشات انجام شده وتولید نانوذرات طلا ونقره در گیاه یونجه اثبات شد. این روش سنتز بیولوژیکی از لحاظ محیط زیست ایمن می باشند چون فاقد فراورده های فرعی سمی می باشد.

کلمات کلیدی: سنتز بیولوژیک، میکروسکوپ الکترونی روبشی، نانو ذرات طلا.

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه.................................................................................................................. 1

فصل دوم: مرور منابع

2-1- فناوری نانو........................................................................................................... 4

2-2- تعاریف فناوری نانو و گستره آن............................................................................. 6

2-3- نانوبیوتکنولوژی.................................................................................................... 8

2-3-1مزیت­های توسعه نانوبیوتکنولوژی.......................................................................... 9

2-4- ابزار­های اندازه­گیری در سطح نانو........................................................................... 10

2-4-1- دستگاه اندازه‌گیری جذب نور............................................................................ 10

2-4-1-1- کاربردهای طیف سنجی جذبی ...................................................................... 10

2-4-2- دستگاه طیف سنجی عنصری اشعه ایکس............................................................. 11

2-4-3- میکروسکوپ الکترونی روبشی .......................................................................... 11

2-4-3-1- استفاده‌های عمومی ...................................................................................... 12

2-4-3-2- اندازه نمونه ها.............................................................................................. 12

2-4-3-3- آماده‌سازی نمونه ها...................................................................................... 12

2-4-3-4- محدودیت‌ها................................................................................................. 13

2-4-4- دستگاه تفرق دینامیکی نور لیزر.......................................................................... 13

2-4-5- اسپکترومتری جذب اتمی................................................................................... 16

2-4-6-طیف سنج پراش اشعه ایکس............................................................................... 17

2-4-6-1-تولید خطوط طیفی پرتو ایکس ....................................................................... 17

2-4-6-2 پراش پرتو ایکس............................................................................................ 18

2-4-6-3-روش­های پراش پرتو ایکس............................................................................ 18

2-4-6-4-کاربردها....................................................................................................... 19

2-5- طلا..................................................................................................................... 19

2-5-1- استخراج طلا.................................................................................................... 19

2-5-2- خواص و موارد کاربرد طلا................................................................................ 20

2-5-3- خواص نانوذرات طلا......................................................................................... 20

2-5-4- کاربردهای نانوذرات طلا................................................................................... 21

2-5-4-1- کاربردهای نانوذرات طلا در شیمی به عنوان کاتالیزور....................................... 21

2-5-4-2- کاربرد نانوذرات طلا در پزشکی..................................................................... 21

2-6- نقره..................................................................................................................... 22

2-6-1- خصوصیات نقره............................................................................................... 22

2-6-2- کاربردها.......................................................................................................... 22

2-6-3- مواجهه با نقره................................................................................................... 23

2-6-4- سازوکار سمیت نقره......................................................................................... 23

2-7- نیترات نقره.......................................................................................................... 24

2-7-1- خصوصیات...................................................................................................... 24

2-7-2- مواجهه و سمیت................................................................................................ 24

2-8- نانوذرات نقره فلزی............................................................................................... 24

2-8-1- تعریف............................................................................................................. 24

2-8-2- کاربردها.......................................................................................................... 24

2-8-3- سازوکار سمیت................................................................................................ 25

2-8-4- پیشگیری از سمیت............................................................................................ 25

2-9-روش­های تولید نانوذرات........................................................................................ 26

2-9-1-سنتز فاز بخار..................................................................................................... 26

2-9-2-الکتروشیمیایی................................................................................................... 27

2-9-3-فوتولیز.............................................................................................................. 27

2-09-4کاهش شیمیایی................................................................................................. 27

2-9-5-روش آسیاب مکانیکی........................................................................................ 27

2-9-6-روش تشعشع برای تولید نانو ذرات....................................................................... 28

2-9-7 روش قوس الکتریتی برای تولید نانو ذرات ............................................................. 29

2-9-8 تولید نانوذرات در محیط پلاسما........................................................................... 30

2-10- عصاره گیاهان و روش­های استخراج عصاره ها....................................................... 33

2-10-1- روش­های استخراج مواد گیاهی......................................................................... 33

2-10-1-1- ماسراسیون(خیس کردن).............................................................................. 34

2-10-1-1-1- دستور خیس کردن................................................................................. 35

2-10-1-2- لیکسیوپاسیون( پرکولاسیون)........................................................................ 35

2-10-1-3- خیساندن در حرارت.................................................................................... 37

2-10-1-4- دم کردن.................................................................................................... 37

2-10-1-5- عصاره گیری با حرارت با دستگاه سوکسله.................................................... 38

2-11 مروری بر پژوهش­های پیشین.................................................................................. 38

2-11- 1- سنتز نانوذرات طلا در باکتری­ها....................................................................... 39

2-11-2- سنتز نانوذرات طلا دراکتینومایست.................................................................... 40

2-11-3- سنتز نانوذرات طلا در مخمر............................................................................. 41

2-11-4- سنتز نانوذرات طلا در قارچ­ها........................................................................... 41

2-11-5- سنتز نانوذرات طلا در گیاهان .......................................................................... 42

2-12- نقره................................................................................................................... 42

2-12-1- استفاده از باكتری‌ها در سنتز نانوذرات نقره........................................................ 42

2-12-2- استفاده از مخمر در سنتز نانوذرات نقره.............................................................. 43

2-12-3- استفاده از قارچ­ها در سنتز نانوذرات نقره ........................................................... 43

2-12-4- استفاده ازگیاهان در سنتز نانوذرات نقره ............................................................ 43

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1-گونه­های گیاهی مورد استفاده.................................................................................. 45

3-2- طرز تهیه محلول­های ذخیره عناصر غذایی در محیط کشت ........................................ 45

3-2-1- طرز تهیه محلول­های ذخیره عناصر پر مصرف و کم مصرف محیط کشت MS......... 45

3-2-2 -محلول ذخیره آهن............................................................................................ 47

3-2-3- محلول ذخیره ویتامین­ها و اسید­های­آمینه............................................................... 47

3-2-4- طرز تهیه محیط کشت MS................................................................................. 47

3-2-5 -تهیه محلول ذخیره طلا....................................................................................... 48

3-2-6 -تهیه محلول ذخیره نقره...................................................................................... 48

3-3 -ضد عفونی کردن بذور.......................................................................................... 48

3-4 -جمع آوری گیاه برای تهیه عصاره........................................................................... 49

3-4-1 -عصاره گیری.................................................................................................... 49

3-5- تهیه نمونه جهت آنالیز با دستگاه اسپکتروفوتومتری جذب اتمی ................................. 49

3-6 -تهیه نمونه جهت آنالیز با دستگا­ههای اسپکتروفوتومتری  UV-visiblو دستگاه نانوپارتیکل آنالیزر            50

3-7- تهیه نمونه جهت آنالیز با میکروسکوپ الکترونی روبشی............................................ 50

3-8- آنالیز کانی شناسی به روش XRD.......................................................................... 50

فصل چهارم: نتیجه و بحث

4-1- نتایج وجود یون­های طلا و نقره در گیاه یونجه نسبت به نمونه شاهد توسط اسپکتروفتومتری جذب اتمی   52

4-2 -تعیین جذب نانوذرات طلا و نقره توسط اسپکتروفتومتری UV-visible......................... 53

4-3- الگوی طیف XRD نانوذرات طلا و نقره.................................................................. 54

4-4- نتایج تفرق دینامیکی نور لیزر توسط دستگاه نانوپارتیکل آنالایزر................................ 55

4-4-1- تجزیه واریانس صفت مورد بررسی..................................................................... 55

4-5- نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی....................................................................... 68

4-6- پیشنهادات............................................................................................................ 69

فصل پنجم: منابع

منابع............................................................................................................................. 70

پیوست......................................................................................................................... 77

برچسب ها : بررسی امکان بیوسنتز نانوذرات طلا و نقره در چند رقم گیاه یونجه در شرایط درون شیشه , بیوسنتز , نانوذرات , طلا , نقره , رقم , گیاه , یونجه , شرایط درون شیشه , سنتز بیولوژیک , میکروسکوپ الکترونی روبشی , نانو ذرات طلا , پروژه , پژوهش , مقاله , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پژوهش , دانلود مقاله , دانلود تحقیق