توسعه لعاب‌هاي سراميكي با ويژگي‌هاي ضد باكتريايي و ضد قارچي
چكيده :
پيشرفت صنعت در سال‌هاي اخير امكان تركيب مواد را حداقل در يك بعد و در ابعاد نانومتري (1تا 100 نانومتر) فراهم ساخته است كه باعث بروز و مشاهده ويژگي‌ها و عملكرد متفاوت مواد جديد نسبت به حالت اصلي آنها در ابعاد ميكرومتري مي‌شود. مواد در ابعاد نانومتري داراي محدوده گسترده‌اي از كاربردها مي‌باشند و به طور ويژه در علوم الكترونيك، مواد، ارتباطات و مخابرات و سامانه‌هاي زيستي داراي مصارف ويژه مي‌باشند. براساس پيش‌بيني آناليزهاي اقتصادي، حجم تجارت تكنولوژي نانو تا سال 2015 داراي سرمايه در گردشي بين 750 ميليون تا 2 ميليارد يورو در سال خواهد بود. هرچند به دليل عدم استفاده از فناوري نانو در بخش سراميك فوايد وكاربردهاي آن براي اين صنعت به طور دقيق مشخص نشده است اما به طور مثال خصوصيات ضد ميكروبي كه ذرات نانو با جنس مشخص در تركيب با سراميك‌ها ميتوانند ايجاد نمايند از جمله ويژگي‌هاي اين فناوري در صنعت سراميك محسوب مي‌شود.
ظهور نسل جديدي از مواد، به محصولات سراميكي اين امكان را مي‌دهد تا قابليت‌هاي ضد باكتريايي و ضد قارچي بدست آورند به نحوي كه قادر خواهند بود تا از رشد ميكروارگانيسم‌هاي بيماري‌زا جلوگيري نموده و يا آنها را نابود نمايند و از اين طريق شرايط بهداشتي محيط را ارتقاء دهند.
صنعت سراميك مي‌تواند با نوآوري در ساخت و افزايش كيفيت، سبب بالا بردن ارزش افزوده در توليد گرديده و قدرت رقابت اين محصولات را در بازار بالا ببرد.
1- مقدمه :
بهداشت عمومي، از موضوعات مورد توجه در جوامع امروزي مي‌باشد. اخبار وجود آلودگي‌هاي گوناگون توسط ميكروارگانيسم‌هاي بيماري‌زا در مناطق بحراني مانند بيمارستان‌ها، كشتارگاه‌ها، رستوران‌ها، فضاهاي صنعتي و غيره به طور هشدار دهنده‌اي در حال افزايش بوده و سبب ايجاد نگراني در سطح جامعه شده و تقاضا براي محصولات و مواد ضدميكروب، به طور روز افزون در حال افزايش مي‌باشد. از جمله اين مواد انواع شيشه، پلاستيك، رنگ‌ها، لعاب‌ها و غيره مي‌باشد كه به تازگي با ويژگي‌هاي ضد باكتريايي وارد بازار شده‌اند. در ميان يون‌هاي فلزي كه داراي خصوصيات ضدميكروبي مي‌باشند عنصر نقره در شكل يون نقره به واسطه اثر آن در از بين بردن طيف وسيعي از ميكروارگانيسم‌ها مشهور مي‌باشد و به همين دليل در بخش سراميك در گذشته تلاش‌هايي جهت توليد محصولات با ويژگي‌هاي ضدميكروبي كه به طور عمده از عنصر يون نقره بهره گرفته‌اند، انجام شده است. تحقيقات جديد نشان مي‌دهد كه اجزاء نقره در ابعاد نانومتري (1 تا 100 نانومتر) خصوصيات ضد باكتريايي را نشان مي‌دهند، بر طبق بررسي‌ها مقدار مساوي از ذرات نقره در ابعاد نانو در قياس با نيترات نقره، داراي فعاليت ضدميكروبي قوي‌تر و فعال‌تري مي‌باشد. نتايج اين تحقيق در كنار توجه به ويژگي ضرر اندك اين ذرات براي سلامتي انسان، نانوذرات نقره را به عنوان عوامل ضد باكتري موثر و سودمند معرفي مي‌نمايد. تحقيق پيش‌رو براي نخستين بار يك آزمايش سيستماتيك و اصولي را از عملكرد ذرات نقره در اندازه نانو در محصولات سراميكي معرفي مي‌نمايد.
2- مواد مورد استفاده و روش آزمايش :
2-1- مواد مورد استفاده: در انجام اين آزمايش مواد زير مورد استفاده قرار گرفتند: كلوئيد نقره با عيار 73 درصد و كائولن حاوي نقره كه داراي 22 درصد نقره مي‌باشد. كلوئيد نقره شامل اجزاء نقره با ابعاد نانو و يك پروتئين به عنوان پايداركننده مي‌باشد كه براي آماده‌سازي سوسپانسيون‌هاي آب‌دار نانو ذرات نقره مورد استفاده قرار گرفتند. اين آزمايش از طريق جابجايي ذرات الكترون (با رعايت وجود نانو ذرات نقره با ابعاد كمتر از 20 نانومتر) انجام شد. در كائولن حاوي نقره كاني كائولن به عنوان شكل فرعي و زير لايه‌اي عمل نموده و اين درحالي‌است كه نانو ذرات نقره از طريق فرآيند جذب سطحي در بخش‌هاي سطحي ماده قرار گرفته و ته‌نشين شده‌اند.
2-2- آماده سازي غشاء ضد باكتري به منظور استفاده در سراميك‌هاي لعابدار پخته شده:
سرامیک مشتق از کلمه keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینههای ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها و همچنین شکلگیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده میکرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب میآیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته میشوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل میدهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند.