nano

به تازگی زانتان گام در علم نانو جای باز کرده که در زیر برای شما درباره آن مینویسم و بعد درباره خود زانتان گام توضیح میدهم 

کریژل های کامپوزیتی از ژل های پیش ساز صمغ زانتان (XG) در 20 گرم L-1 حاوی بار TiO2 در 5 ، 10 و 20 درصد وزنی و اسید سیتریک به عنوان پیوند عرضی تهیه شدند. اثر pH بر ژل پیش ماده بر روی خصوصیات کلوگلهای حاصل بررسی شد. خصوصیات Cryogels XG / TiO2 شامل آزمایش های فشرده سازی ، تعیین درجه تورم (SD) ، طیف سنجی ارتعاشی مادون قرمز تبدیل فوریه در حالت بازتاب کل تضعیف شده (FTIR-ATR) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروتوموگرافی اشعه ایکس (CT) است. ) تجزیه و تحلیل می کند. بزرگترین مدول فشاری () برای کلروژلهای 10٪ XG / TiO2 تهیه شده در pH 4.0 مشاهده شد که مقدار آن برابر بود ، در حالی که مقدار تعیین شده برای کلوژلهای XG لخت بود. کریژل های 10٪ XG / TiO2 منافذ بزرگتر و دیواره های ضخیم تر از کریژل های لخت XG ارائه می دهند ، که توسط تجزیه و تحلیل SEM و CT نشان داده شده است. طیف FTIR-ATR پیوندهای استر را که از استری شدن در میان گروه های اسید کربوکسیلیک و / یا گروه های هیدروکسیل XG ناشی می شود ، اثبات کرد. کریژلهای 10٪ XG / TiO2 دارای SD () ، پایداری طولانی مدت در آب و خصوصیات فوتوکاتالیستی برجسته در حضور یونهای Cr (VI) و متیلن بلو (MB) هستند. فرآیندهای فوتوکاتالیستی برای کاهش Cr (VI) به Cr (III) و برای عکس برداری از MB مناسب مدل سینتیک مرتبه اول است که ثابت ثبات نرخ 0.019 را به ترتیب با min-1 و 0.0096 min-1 تغییر می دهد. برای هر دو فرآیند ، Cryogels 10٪ XG / TiO2 می تواند پنج بار بدون از دست دادن شکل یا کارایی بازیافت شود.

1. معرفی

ساختارهای پلیمری سه بعدی متخلخل دارای سطح بالا و چگالی کم هستند ، و باعث می شود آنها به عنوان فیلتر ، کاتالیزور و عایق قابل استفاده باشند. یک روش قابل اعتماد برای تولید ساختارهای پلیمری سه بعدی ، از بین بردن حلال یک ژل پیش ماده مورد علاقه است که باعث آسیب کمتری به ساختار اصلی می شود. هنگامی که حلال توسط CO2 فوق بحرانی مبادله می شود و سپس CO2 با کاهش فشار از بین می رود ، مونولیت های حاصل به عنوان آئروژل ها طبقه بندی می شوند [1]. هنگامی که ژل پیش ماده یخ زده و حلال از طریق یخ زدگی خارج می شود ، مونولیت ها به عنوان کرایوژل ها طبقه بندی می شوند [2]. آئروژل ها و کریوژل ها را می توان با انتخاب ماده و سنتز متناسب با کاربرد مورد نظر تنظیم کرد [3 ، 4].

Cryogels کامپوزیت با ترکیب پلیمر و ذرات تقویت کننده برای بهبود خواص مکانیکی ، حرارتی ، الکتریکی ، مغناطیسی و کاتالیزوری تهیه می شود. به عنوان مثال ، کریژل های پلی (N-isopropylacrylamide) تقویت شده با نانوذرات سیلیس ، رفتار مکانیکی و حرارتی برتری را در مقایسه با کریژل های برهنه پلی (N-isopropylacrylamide) ارائه می دهند [5]. آئروژل های پلی ساکارید / رس و کامپوزیت های کرایوژل جالب هستند زیرا سیستم های قابل تجزیه زیست هستند. برخی از نمونه های ساختارهای متخلخل بیوپلیمر / رس رس ، سلولز / رس [6 ، 7] ، کازئین / خاک رس [8] ، آلژینات / خاک رس [9] و صمغ زانتان / آگار / خاک رس [10] هستند.

صمغ زانتان (XG) در طی تخمیر مونوساکاریدها در مقیاس وسیعی توسط Xanthomonas campestris تولید می شود [11]. این یک پلی ساکارید است که توسط باقی مانده های اسید D- گلوکوزیل ، D-mannosyl و D- گلوکورونیل در نسبت مولی 2: 2: 1 و نسبت متغیر باقیمانده های O-استیل و پیرویل تشکیل شده است. زنجیره های جانبی از تری ساکارید تشکیل شده از مانوز (β-1،4) اسید گلوکورونیک (β-1،2) مانوز متصل شده به بقایای گلوکز متناوب در ستون فقرات توسط پیوندهای α-1،3 [12]. بالاتر از pH 4.5 ، باقی مانده های اسید D- گلوکورونیک و پیرویل از بدن محافظت می شوند و زنجیره های XG به عنوان پلی آنیون رفتار می کنند. در این شرایط ، زنجیره های XG می توانند به ترتیب با تعامل با کاتیون های چند ظرفیتی [13 ، 14] یا با اتصال متقابل با مولکول های چند منظوره ، شبکه های فیزیکی یا شیمیایی ایجاد کنند [12]. اسید سیتریک یک لینک دهنده غیر سمی کارآمد برای پلی ساکاریدها است. واکنش استریزه سازی در میان گروههای اسید کربوکسیلیک و گروههای هیدروکسیل پلی ساکارید با گرم شدن در 165 درجه سانتیگراد به مدت هفت دقیقه انجام می شود [17-17]. XG زیست تخریب پذیر و زیست سازگار است. به همین دلیل ، از آن به طور گسترده ای در فرمولاسیون مواد غذایی و دارویی [12 ، 18] و به عنوان داربست برای مهندسی بافت استفاده می شود [19-23].

ترکیبی از XG با ذرات معدنی باعث افزایش زیست زیستی داربست XG ، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نسبت به XG برهنه می شود. به عنوان مثال ، نانوکامپوزیتهای XG / hydroxyapatite رفتار مکانیکی بهبود یافته ای ارائه داده اند [24 ، 25] و به عنوان داربست برای تکثیر استئوبلاستها عمل می کنند [24]. XG / مونتموریلونیت در ترکیب با کیتوزان [26] یا آگار [10] کف هایی با خواص مکانیکی برتر تشکیل می دهد. داربستهای ترکیبی XG / bioglass تقویت شده با نانوکریستالهای سلولزی ، ثبات مکانیکی را در حالتهای خشک و مرطوب بهبود داده و سازگاری خوبی با استئوبلاستها دارند [27]. کامپوزیت های XG / SiO2 خصوصیات مکانیکی عالی و ظرفیت بالایی برای جذب رنگهای متیلن بلو (MB) و قهوه ای بیسمارک ارائه داده اند [28]. تعامل مطلوب در بین زنجیره های XG و ذرات TiO2 منجر به بهبود رفتار رئولوژیکی و پوشش دیوارهای داخلی می شود [29].

در مطالعه حاضر ، Cryogels کامپوزیت XG با محتویات مختلف نانوذرات TiO2 P25 تهیه شد. خصوصیات Cryogels مرکب شرکت  آزمونهای فشرده سازی جدید ، تعیین درجه تورم ، طیف سنجی ارتعاشی مادون قرمز تبدیل فوریه در حالت بازتاب کل ضعیف (FTIR-ATR) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروتوموگرافی اشعه ایکس (CT) تجزیه و تحلیل. خواص کاتالیزوری کریژلهای کامپوزیت XG / TiO2 با غوطه وری در محلولهای آبی حاوی یونهای متیلن بلو (MB) یا Cr (VI) تحت تابش اشعه ماورا بنفش مورد آزمایش قرار گرفت. واکنش ناشی از عکس همبستگی بهتری با مدل سینتیک مرتبه اول دارد. همچنین امکان بازیافت کرایوژل های ترکیبی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. مولکولهای MB و یونهای Cr (VI) انتخاب شدند زیرا می توان آنها را به عنوان آلاینده در آبهای طبیعی یافت

https://www.hindawi.com/journals/ijps/2019/8179842/

زانتان گام چیست؟

زانتان گام خاصیت پلاستیکی غیر حقیقی داشته و با افزایش نیروی برشی، ویسکوزیته آن کاهش می‌یابد. این ماده، در پایداری بسیاری از سیستم‌هایی که بر پایه آب هستند، بسیار موثر است. زانتان گام پلیمری طبیعی است که از یک نوع باکتری به نام زانتاموناس، که در آزمایشگاه ساخته میشود، گرفته می‌شود. این ماده از فرمانتاسیون گلوکز، لاکتوز و یا ساکارز به دست آمده و در صنایع بسیاری کاربرد دارد و امروزه این ماده مهمترین پلی ساکارید میکروبیولوژیکی در جهان به شمار می‌رود.

E-number این محصول، E415 است.

ویژگی ها

هنگام ترکیب زانتان گام با یک مایع، در آن پخش شده و محلولی ویسکوز و پایدار ایجاد می‌کند. همین خاصیت، این ماده را به یک حجم دهنده، تعلیق کننده و تثبیت کننده عالی تبدیل می‌کند.

خواص

زانتان گام پودری سفید مایل به شیری رنگ و محلول در آب می باشد. محلول این ماده بسیار ویسکوز است، به طوری که خلوص یک درصدی از آن، بیش از 100 برابر ویسکوزتر از ژلاتین است. محلول این ماده ترکیبی غیرنیوتونی بوده و از لحاظ سیالی، شبیه به پلاستیک است. ویسکوزیته محلول این ماده، به زمان و تنش برشی بستگی دارد.

همچنین حلالیت این ماده در آب بسیار زیاد بوده و به راحتی در آب حل می شود.

روش تولید زانتان گام

باکتری‌های تولیدکننده زانتان گام در یک تخمیر همزده می‌شود. ظرف تولیدی شامل کربوهیدرات مانند گلوکز و یک منبع مناسب هیدروژن و نمک‌های مغذی است. ظرف واکنش را گرما می‌دهند و هنگامی که فرآیند تبخیر به پایان رسید، ماده حاصل را برای نابودی باکتری ها، گرم میکنند. محصول نهایی شامل صمغ زانتان گام و ایزوپروپیل الکل است که در ظرف واکنش، ته نشین می‌شوند و به مرور، پلیمر حاصل خشک و بسته بندی می‌شود.

کاربردها

1. پزشکی

این ماده در مصارف پزشکی کاربرد دارد. یکی از تحقیقاتی که در سال 2016 انجام شد، مشخص نمود که این ماده در پایین آوردن شاخص گلسیمیک برنج موثر است. از این ماده در داروهای بهداشتی مانند خمیر دندان، رنگ مو، کرمها و لوسیون‌ها استفاده می‌شود.

2. صنایع غذایی

از زانتان گام به عنوان پایدار کننده و حجم دهنده در سس سالاد و محصولات لبنی استفاده می‌شود. این ماده، در تولید خمیر دندان ونیز الکل، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صمغ زانتان گام برای تعلیق تکه‌های میوه در زمان طولانی استفاده می‌شود. همچنین این ماده می‌تواند به نوشیدنی‌ها، طعم و مزه خوبی دهد.

زانتان گام یک جایگزین مناسب برای سفیده تخم مرغ در صنایع غذایی بوده و چربی خون را کاهش می دهد.

بعلاوه، به عنوان غلظت دهنده سس، فرآورده‌های لبنی، بستنی، برخی آب میوه‌ها و سوپ های فوری، کاربرد دارد. همچنین از این ماده برای افزایش ویسکوزیته به مواد غذایی افزوده می‌شود. علاوه بر این، این ماده می‌تواند محیطی یکنواخت را در ماده ایجاد کند.

منبع :https://asemantejarat.com/%d8%b2%d8%a7%d9%86%d8%aa%d8%a7%d9%86-%da%af%d8%a7%d9%85-xanthan-gum/