ساخت نانوجاذبی با قابلیت جذب گزینشی مهم‌ترین عنصر بدن در کشور

بسپار به نقل از ایسنا می نویسد، محققان دانشگاه یزد، جاذبی پلیمری با اندازه حفرات نانومتری ساختند که در جذب عنصر «روی» بسیار کارآمد است.
این جاذب که زیست سازگار بوده و دارای خواصی نظیر گزینش پذیری بالا، تکرارپذیری و هزینه تولید پایین است، در صنایعی که تولید کننده پساب‌هایی حاوی یون «روی» هستند و نیز در تهیه حسگرهای حساس و غشاها قابلیت کاربرد دارد.

به نوشته سایت نانو، «روی» یکی از مهم‌ترین عناصر دخیل در متابولیسم بدن انسان است. این عنصر همچنین در بسیاری از مواد غذایی از جمله آجیل، حبوبات و غلات موجود است. عنصر «روی» با شرکت در فرایندهای بیوشیمیایی، آماده سازی مواد ژنتیکی را برعهده دارد. بنابراین کمبود آن یک مشکل تغذیه‌ای بسیار مهم است.

با این حال، مقدار بیش از حد «روی» می‌تواند آسیب‌های مختلفی در بدن انسان، از جمله تغییر در پاسخ ایمنی، کاهش وزن و رشد کم را سبب شود. بنابراین، تعیین مقدار موثر «روی» در نمونه‌های آب و مواد غذایی امری ضروری است.

استخراج فاز جامد (SPE) یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین روش‌های مورد استفاده در تعیین این عنصر بویژه در ماتریس‌های پیچیده است. با این حال، سادگی عملیات و انعطاف پذیری شرایط کار در این روش وابسته به انتخاب مواد جاذب مناسب است. از میان مواد جاذب مختلف، جاذب‌های پلیمری بعنوان جاذب گزینشی یون‌های فلزی، توجه زیادی را به خود جلب کرده است.

با توجه به محدودیت گزارش‌های موجود در زمینه عملکرد این پلیمرها در جذب «روی»، پژوهشگران در این طرح به دنبال تهیه جاذبی پلیمری با ویژگی وجود حفره‌هایی با ابعاد نانو بودند که در ماتریس‌های مختلف مایع قادر به جذب گزینشی یون‌های «روی» باشد.

فرید شاکریان، دانشجوی دکتری شیمی دانشگاه یزد و محقق طرح در این باره اظهار کرد: برای دستیابی به این هدف، در ابتدا با استفاده از لیگاند هیدروکسی کنولین (اکسین) جاذب مناسب جداسازی و پیش تغلیظ عنصر «روی» در ماتریس‌های مختلف تهیه شد. جهت تعیین اندازه حفره‌های ایجاد شده در این پلیمر از آنالیزهای SEM و‌ FTIR استفاده شد. در ادامه عوامل مؤثر بر استخراج و جداسازی «روی» با استفاده از نرم افزارMultiSimplex و روش تک متغیره، بهینه شد.

وی افزود: در نهایت و با استفاده از شرایط بهینه، مقادیر «روی» در نمونه‌های مختلف از جمله آب لوله کشی، آب چاه، آب باران، آب رودخانه (گرفته شده از رود زاینده رود و کارون) مورد بررسی قرار گرفت، نمونه آب دریا (خلیج فارس) و غلات (گندم، برنج، دانه هندوانه، نخود، لوبیا قرمز و لوبیا) نیز از دیگر موارد اندازه‌گیری بود.

محقق طرح تصریح کرد: دقت روش با آزمایش‌های بازیابی شده از نمونه‌های مشخصی با مقدار شناخته شده از «روی» و مقایسه نتایج حاصل با داده‌های به دست آمده با کوره گرافیتی طیف سنجی جذب اتمی (GFAAS) مقایسه شد. بر اساس نتایج حاصل از این بخش این روش قابل اعتماد و کارآمد بود.

شاکریان خاطرنشان کرد: در جاذب‌های حفره‌دار هرچه حفره‌ها دارای ابعاد کوچکتری باشند، سطح مقطع جاذب که در تماس با نمونه است، بیشتر شده، ظرفیت آن بالاتر رفته و سینتیک جذب و واجذب سریع‌تر می‌شود. در صورتی‌که در فرایند سنتز، جاذبی با اندازه حفره نانومتری تولید شود، خواص ذکر شده بهبود چشمگیری پیدا می‌کند.

وی تاکید کرد: در این پژوهش ما توانستیم با تولید جاذب پلیمری یون «روی» دارای نانوحفره به ویژگی‌های ذکر شده دست یابیم که نسبت به جاذب‌های متداول عملکرد مطلوبتری داشت.

وی همچنین در تشریح خصوصیات برتر این جاذب گفت: پایداری حرارتی و شیمیایی، پایداری مکانیکی، سینتیک سریع جذب و واجذبی، گزینش‌پذیری بالا، تکرارپذیری، ظرفیت جذب بالا، سازگاری با محیط زیست و قیمت مناسب از جمله خواص مهمی است که در سنتز این جاذب به آن توجه شده است و نسبت به جاذب‌های قبلی استفاده شده برای استخراج فاز جامد روی این خواص بهبود داده شده‌اند.

دانشجوی دکتری شیمی دانشگاه یزد گفت: با توجه به استفاده زیاد از روش استخراج فاز جامد و با تکیه بر ویژگی‌های برشمرده شده در بالا، درصورت استفاده از این جاذب مشکلات مرتبط با جاذب‌های متداول مورد استفاده در جذب یون‌های فلزی نظیر گزینش‌پذیری، بازیابی و پایداری در محیط‌های شیمیایی با غلظت بالا کاهش خواهد یافت.

این محققان در ادامه این طرح، به سنتز جاذب‌های پلیمری دیگر و بررسی عملکرد آن‌ها در جذب یون‌های فلزی دیگر که مطالعات کمی در مورد آن‌ها وجود دارد، پرداخته‌اند.

نتایج این کار تحقیقاتی که حاصل همکاری فرید شاکریان، دکتر شایسته دادفرنیا و دکتر علی محمد حاجی شبانی از اعضای هیأت علمی دانشگاه یزد است، در مجله Food Chemistry به چاپ رسیده است.