بررسی ویژگی‌های مکانیکی فیلم‌های نانویی نقره- رس برای بسته‌بندی مواد غذایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه تربیت مدرس

4 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن

چکیده

در این پژوهش، ویژگی­های مکانیکی هفت نوع فیلم نانویی با درصدهای مختلف نقره و رس- نقره، شامل مدول الاستیسیته، مقاومت کششی، چغرمگی، درصد کشیدگی تا پاره شدن، مقاومت در برابر رشد پارگی، و رنگ فیلم‌های نانویی بررسی شده و با فیلم شاهد (فاقد ذرات نانو) مقایسه شد.  نتایج نشان داد که با به­کار بردن ذرات نانویی در فیلم پلی­اتیلن با دانسیتة پایین LDPE))، مدول­الاستیسیته، مقاومت کششی و مقاومت در برابر رشد­پارگی، به میزان 4/1 تا 5/2 برابر افزایش می­یابد
در­حالی‌که درصد ­کشیدگی تا پاره شدن و چغرمگی، به ­میزان 1/1 تا 4 برابر کاهش خواهد یافت.  اثر نوع فیلم نانویی بر مدول الاستیسیته، مقاومت کششی و مقاومت در برابر رشد پارگی در سطح 99/0 و درصد میزان کشیدگی تا پاره شدن و چغرمگی فیلم، در سطح 95/0 معنادار است.  با بررسی پارامتر­های مربوط به رنگ و به ­دست آوردن اختلاف رنگ کلی فیلم­ها (∆E)، مشخص شد که فیلم دارای 1000 قسمت در میلیون نانو نقره (S2)، در مقایسه با سایر فیلم­ها رنگ بیشتری دارد.  کمترین اختلاف رنگ کلی مربوط به فیلم شاهد است.  اختلاف رنگ کلی در فیلم­های نانو نقره، با افزایش درصد نقره افزایش می­یابد، ولی در فیلم­های ترکیبی با افزایش درصد رس کاهش نشان می­دهد. در مجموع، با توجه به نتایج آزمون رنگ، فیلم شاهد (فاقد ذرات نانو) و فیلم دارای 1000 قسمت در میلیون نانو نقره (S2)، بهترین و بدترین نوع فیلم شناخته شدند. در مجموع، فیلم نانویی ترکیبی 3 درصد (SC3)، دارای «500 قسمت در میلیون نقره-450 قست در میلیون رس» از نظر خواص مکانیکی، نسبت به سایر فیلم­ها در سطحی قابل قبول­تر قرار دارد، اما مشکل عمده­­ای که دارد، رنگ تیرة آن به­ دلیل وجود ذرات رس است که ممکن است برای بسته­بندی برخی مواد غذایی (که رنگ بسته نقش مهمی دارد) مناسب نباشد. در چنین مواردی، فیلم­های نانویی ترکیبی با درصد کمتر ذرات رس می­تواند به­کار برده شود وگرنه باید به دنبال راه­های رفع تیرگی آن بود.

Anon. 1989a. Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting. Method D882-88. American Society for Testing and Materials. Philadelphia. PA.
Anon. 1989b. Standard test method for Tensile Strength properties of thin plastic sheeting. Method D1922. American Society for Testing and Materials. Philadelphia, PA.
Anon. 2007. Anti bacterial Packaging advantages. http://www.nanocid.com. (in Farsi)
Cao, G., and Chen, X. 2008. Size dependence and orientation dependence of elastic properties of ZnO nanofilms. Inter. J. Solids. Struc. 45, 1730-1753.
Laidani, N., Micheli, V., Bartali, R., Gottardi, G. and Anderle, M. 2008. Optical and mechanical characterization of zirconia–carbon nanocomposite films. Thin Solid Films. 516, 1553-1557.
Li Ji A. B., Hongxuan Li, A., Fei Zhao, A. B., Jianmin Chen, A. and Zhou, H. 2008. Microstructure and mechanical properties of Mo/DLC nanocomposite films. Diamond & Related Materials J. 17(11): 1949-1954.
Lotti, C., ISAAC Claudia, S., Branciforti Marcia, C., Alves Rosa, M. V., Liberman Susana., Bretas Rosario E. S. 2008. Rheological, mechanical and transport properties of blownfilms of high density polyethylene nanocomposites. European Polymer J. 44, 1346-1357.
Mararu, J. C. and Haung, Q. 2005. Nanotechnology: a new frontier in food science. Agro Food industry hi-tech. 16(6).
Misjak, F., Barna, P, B., Toth, A, L. Ujvari, T. Bertoti, I. and Radnoczi, G. 2008. Structure and mechanical properties of Cu-Ag nanocomposite films. Thin Sold Films. 516(12): 3931-3934.
Mohsenin. N. N. 1970. Physical Properties of Plant and Animal Materials. Gordon and Breach Science Pub. New York.
Sattari Najaf Abadi, M., Minaee, S., Azizi, M. H and Afshari, H. 2009. Effect of application of nano technology and nano packaging on reduction of lesses of food products and its risks. 5th  Scientific and Researching Congress of Gilan University Agricultural Students. (in Farsi)
Sattari Najaf Abadi, M., Minaee, S., Azizi, M. H. and Afshari, H. 2009. Effect of application of nano films maked in country on bread staling with shear test method. 5th  Student Congress of Nano Technology. Tehran. (in Farsi)
Tajeddin, B. 2003. Prevention food materials loss with suitable packaging. Prevent from bread and food materials loss. (in Farsi)
Viviana, P., Cyras. A., Liliana, B., Manfredi, A., Minh-Tan Ton-That, B., Analı, A. and Zquez, V. 2008. Physical and mechanical properties of thermoplastic starch/montmorillonite nanocomposite films. Carbohydrate Polymers.73(1): 55-63.
Wang, Y., Zhang, X., Wu, X., Li, Q., Zhang, H. and Zhang, X. 2008. Structural and mechanical properties of nc-TiC/a-C:H nanocompositefilm prepared by dual plasma technique.Mater. Sci. Eng. 488(1-2):112-116.