فایل ورد کامل مقاله علمی درباره نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم و بررسی اثر حفاظتی آن‌ها در محفظه‌های نگهداری و نمایش آثار کاغذی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله علمی درباره نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم و بررسی اثر حفاظتی آن‌ها در محفظه‌های نگهداری و نمایش آثار کاغذی دارای ۱۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله علمی درباره نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم و بررسی اثر حفاظتی آن‌ها در محفظه‌های نگهداری و نمایش آثار کاغذی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم و بررسی اثر حفاظتی آن‌ها در محفظه‌های نگهداری و نمایش آثار کاغذی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله علمی درباره نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم و بررسی اثر حفاظتی آن‌ها در محفظه‌های نگهداری و نمایش آثار کاغذی :

مقدمه

آثار کاغذی۱ بهدلیل ساختار متشکل از ترکیبات آلی )سلولزی(، نسبت به عوامل محیطی بسیار حساس هستند و دربرابر عواملی مانند تابش نور UV، دما و رطوبت، آلودگی هوا، حشرات، قارچها و ; بهراحتی آسیب میبینند. لذا حفاظت از آنها امری ضروری است May( et al, 2006: 39 ؛ لیهناردی و همکاران، )۷۴ :۱۳۷۶ و نگهداری از این آثار ارزشمند نیازمند شرایطی مناسبی است تا بتوان از این آثار برای مدت طوالنی حفاظت و نگهداری کرد.

همان طور که میدانیم، یکی از مهمترین اصول در نگهداری آثار بحث حفاظت پیشگیرانه است که بهدلیل منافع بسیار آن مهمترین روش شناخته شده است .)Robinson et al, 2000( حفاظت پیشگیرانه بهعنوان یکی از ارکان مهم موزهها و مجموعهها، روشی مناسب و کارآمد در امر سیاست نگهداری و حفاظت آثار محسوب میشود و برقراری چنین شرایطی در حفظ و پایداری آثار بسیار مؤثر است.

در این مقاله، از فناوری نانو در حفاظت و نگهداری آثار هنری کاغذی بهرهگرفته شده است. نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بهعنوان مادهای بیضرر و بهدلیل خواص فوقالعادهای که از خود نشان داده است، انتخاب شد.
این ماده یکی از مهمترین اکسیدهای فلزی است که به سه شکل کریستالی روتایل۲، آناتاز۳ و بروکایت۴ موجود است .)Zhu et al, 2005:6730-6736( اهمیت ساختارهای آناتاز و روتایل ازنظر کاربردی بیشتر از ساختار بروکایت است. طیف عبوری و بازتاب ساختارهای آناتاز و روتایل تفاوت اندکی با هم نشان میدهند. کوچکتر بودن طول موج جذب فرابنفش در ساختار آناتاز نسبت به روتایل کاربرد این ساختار را در صنعت بهمراتب بیشتر کرده است .)Winkler, 2003:12-13( رنگهایی که با دیاکسید تیتانیوم ساخته میشوند، منعکسکنندههای بسیار خوب پرتو مادون قرمز هستند و بنابراین منجمان بهطور گستردهای از آن استفاده میکنند )نجفیپور، .)۱۳۸۸ همچنین از این ماده برای پوششدهی۵ منسوجات Xin

)Daoud et al, 2004: 25-29 ;100( et al, 2004: 97- و نیز بهعنوان رنگدانه معدنی در ساخت شیشههای رنگی، لعابها و سرامیکها )احمدیمقدم و همکاران، :۱۳۸۷ )۱۰۱-۹۵، حذف آالیندههای مختلف هوا و همچنین حذف آلودگیهای میکروبی آب Benabbou et al, 2007:(

)۲۵۷-۲۶۳، ماده خودتمیزکننده۶ و خودضدعفونیکننده Xiujian et-1424 ;Mellott et al, 2006: 112-120(

)Chabas et al, 2008: 2124-2131 ;al, 2008: 1430 استفاده میشود. این نانوذرات همچنین در ازبینبردن انواع قارچها و باکتریها مؤثرند Kuhn et al, 2003: 71-77( .);Makowski et al, 2001: 19-25 با استفاده از نانوذرات دیاکسید تیتانیوم تعداد ذرات در مساحت هر واحد افزایش مییابد، بنابراین اثرات ضد قارچ و باکتری حداکثر تأثیر خود را میگذارد. نانوذرات نقره و دیاکسید تیتانیوم زمانی که با قارچها و باکتریها تماس پیدا میکنند، متابولیسم سلولی آنها را تحت تأثیر قرار میدهند و بهاین ترتیب از رشد سلولی، تکثیر و رشد باکتریها و قارچها جلوگیری بهعمل میآورد. این چنین است که خاصیت ضد قارچ و باکتری این پوششها عملکرد خود را نشان میدهد .)Wong et al, 2006: 1-8( افزودن نانوذرات نقره به فیلم نازک TiO2 متخلخل میتواند خواص ضد باکتری آن را در شرایطی که نور UV نباشد، باال ببرد Xiujian et( .)al, 2008: 1424 شیشههایی که با این نانوذرات پوشش داده شوند، مزایای زیر را خواهند داشت: پس زدن آب و روغن از روی سطوح، عدم چسبیدن آلودگی روی سطوح، عدم رسوبگرفتن سطوح، ممانعت از خوردگی شیشه، افزایش استحکام و مقاومت شیشه دربرابر خشافتادگی، جلوگیری از تشکیل اثر انگشت روی شیشه، افزایش دید ازطریق شیشه در شرایط بد آبوهوایی، کاهش مقدار

عبور اشعه UV از شیشه )نوری، .)۱۳۸۷
کاربرد و کارآیی TiO2 بهشدت تحت تأثیر ساختار
بلوری، شکل و اندازه ذرات آن است Gao et al, 2004:( )1365-1368 و انواع روشهای فیزیکی و شیمیایی
برای تهیه پوشش این نانوذرات استفاده شده است
Baorang et al, 2002:184-188( ؛ Coln et al, 2002:
۹۱-۱۰۱؛ .)Sankapal et al, 2006:702-707

با توجه به خصوصیات و تواناییهای ذکرشده، دیاکسید تیتانیوم بهعنوان مادهای مؤثر برای حفاظت و نگهداری از آثار کاغذی انتخاب شد. سپس، بهمنظور ایجاد شرایط محیطی بهینه جهت نگهداری آثار کاغذی، از این نانوذرات در ساخت محفظههای نمایش و نگهداری آثار استفاده شد. این روش هیچگونه تغییری در ساختار آثار کاغذی ایجاد نکرده و اثرات حفاظتی جالب توجهی را نشان داده است. محفظههای شیشهای که با این نانوذرات پوشش داده شدهاند، مانند محفظههای معمولی ظاهری

شفاف دارند، تغییری از نظر دیداری بهوجود نمیآورند و بهدلیل خواص ویژه این نانوذرات، آثار نگهداریشده در این محفظهها بهصورت چندجانبه حفاظت میشوند. از این محفظهها نه تنها در سالنهای نمایش بلکه در مخازن نگهداری آثار نیز میتوان بهره جست. با توجه به فقدان استانداردهای الزم مانند سیستم تهویه مناسب، ویترینهای مناسب، نورپردازی مطلوب و شرایط نامساعد مخازن در موزهها، کتابخانهها و مجموعههای برخی از کشورها، استفاده از این محفظهها در نگهداری و حفاظت از آثار تاریخی مؤثر واقع میشود.

پیشینه تحقیق

در سالهای اخیر با توجه به گسترش فناوری نانو، استفاده از نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بهدلیل قابلیتهای مفید، کارآمد و همچنین مؤثر واقعشدن این نانوذرات رو بهافزایش است و هرساله تحقیقات بیشتری در ارتباط با خواص و کاربردهای آن صورت میگیرد.

در دهه اخیر TiO2 بهطور وسیعی بهعنوان مواد خودتمیزکننده و خودضدعفونیکننده برای پوشش بسیاری از لوازم شامل لوازم بهداشتی، لوازم میز غذا، لوازم آشپزی و اقالمی که در بیمارستانها کاربرد دارند، استفاده شده است .)Fujishima et al, 1999( شیشههای خودتمیزشونده (فتوکاتالیستی + آبدوستی( از سال ۲۰۰۲ در بـازار دردسترس بودهاند و هـرروز نیاز و تقاضای استفاده از آن شیشههـا افزایش مییابد )نوری، .)۱۳۸۷

از شیشههای الیهنشانیشده با این نانوذرات بهدلیل خواص ایجادشده در آنها استفادههای متنوعی شده است، بهطور مثال در شیشه ساختمانها، اتومبیلها و ; اما در مبحث حفاظت و نگهداری آثار تاریخی گزارشی از استفاده از اینگونه شیشهها ارائه نشده است.

روش تحقیق

ابتدا نانوذرات دیاکسید تیتانیوم براساس مطالعات انجامشده توسط محققان )Mansor et al, 2003: 87( بهروش سل-ژل۷ سنتز شد. سل تهیهشده بهروش اسپری پیرولیز۸ و با دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد روی زیرالیه۹ شیشه فلوت با ضخامت ۳ میلیمتر الیهنشانی شد. جهت اثبات وجود اکسید تیتانیوم از نمونههای الیهنشانیشده و معمولی آنالیز XRD و SEM گرفته شد )بدینمنظور از دستگاه XRD مدل Philips PW1800 و میکروسکوپ

الکترونی مدل XL30 محصول Philips و دستگاه الیهنشانی طال مدل SCD محصول Bal-Tec استفاده شد(. سپس به منظور ساخت محفظهها، شیشههای الیهنشانی شده را بهکمک چسب سیلیکونی Aquarium( Silicone بهنام Sista ساخت Henkel آلمان( بهیکدیگر چسبانده و محفظه مورد نظر ساخته شد. محفظه دیگری نیز جهت مقایسه با شیشههای معمولی تهیه گردید. پس از آماده شدن هردو محفظه آزمایش های پیرسازی گرمایی، نوری و بیولوژیکی بر نمونههای کاغذ قرارگرفته درون آنها انجام گرفت . از کاغذ صافی با مشخصات Whatman-Filter Paper 1 Qualitative بهعنوان نمونههای کاغذ مورد استفاده برای انجام آزمایشات در محفظهها استفاده شد.

بهمنظور پیرسازی گرمایی )پیرسازی توسط دما و رطوبت(، نمونههای کاغذ مورد آزمایش درون هردو محفظه قرار داده و بین درب محفظهها و خود محفظهها نیز کمی فاصله گذاشته شد تا کامالً بسته نشوند و هوا و رطوبت بتواند به داخل آنها نفوذ کنند )این فاصله برای هردو محفظه برابر درنظر گرفتهشد تا شرایط برای هـردو یکسان باشد(. سپس این محفظهها در دستگاه Binder( Ageing مدل ) KBF115 قرار داده شدند. این آزمایش براساس استاندارد ISIRI -4706 )دمای ۸۰ درجه سانتیگراد و رطوبت ۶۵ درصد( و در آزمایشگاه بستهبندی و مواد سلولزی مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و نیز آزمایشگاه شیمی سازمان اسناد و کتابخانه ملی ایران انجام شد. پس از گذشت زمان های ۲۴ ، ۴۸، ۱۶۸ و ۲۴۰ ساعت یکی از نمونهها را از هر محفظه خارج کرده و به بررسی تغییرات صورتگرفته بر هر نمونه در زمان سپری شده پرداخته شد. بدینمنظور، از نمونهها طیف

FTIR )با دستگاه FTIR Bruker, model Equinox 55
با تفکیکپذیری ۴ cm-1 و پیمایش ۳۲ درمحدوده cm-1 )4000-400 گرفته شد و نیز میزان مقاومت کششی۱۰ نمونههای پیرسازیشده اندازهگیری و با یکدیگر مقایسه شد. اندازهگیری مقاومت کششی براساس استاندارد

ISIRI– ۸۲۷۳-۲ و توسط دستگاه Tinius olsen مدل
H10KS انجام گرفت.

برای بررسی خاصیت ضد قارچی این نانوذرات نیز آزمایش پیرسازی تسریعشده بیولوژیکی بااستفاده از قارچ Aspergillus Flavous انجام شد. در این آزمایش، قارچ را در دو پلیت محیط کشت جداگانه از Sabouraud-11 4% Dextrose – Agar، قرار دادند و پس از رشد قارچ بر سطح محیط کشت، پلیتهای حاوی قارچ را در

سوم، شماره دوم، سال پژوهشی، -علمی فصلنام دو فرهنگی تاریخی، بافتهای و آثار مرمت، نشری
۱۳۹۱ تابستان و بهار

۳۱

محفظههای در حفاظتی اثر بررسی تیتانیوم: دیاکسید نانوذرات کاغذی آثارنمایش و نگهداری

۳۲

محفظههای مورد نظر قرار دادند و چند قطعه نمونه کاغذ واتمن با اندازه یکسان را در داخل محفظهها و درکنار پلیتهای قارچ گذاشتند و برای تأمین رطوبت مورد نیاز نیز یکِِبِشر حاوی آب داخل محفظهها قرار دادند. سپس، بهمنظور انتشار هاگهای قارچ در محیط و بررسی اثر ضد قارچی محفظه، درب پلیت قارچ را باز کردند و پس از بستن درب هر محفظه، محفظهها درداخل انکوباتور تنظیمشده در دمای ۲ درجه سانتیگراد ۲۶ ± و رطوبت نسبی ۴۰ درصد قرار دادهشدند. وم سنتز شده

بهاین ترتیب، تأثیرات این قارچ درطول زمان روی نمونههای کاغذ موجود در محفظه معمولی و محفظه الیهنشانیشده با یکدیگر مقایسه شد.

تعداد قارچ موجود بر نمونههای کاغذ، با استفاده از روش رقیقسازی تعیین شد؛ بدینصورت که هر نمونه بهابعاد حدود ۱۱ سانتیمتر برش داده شد و در رقیقکننده پپتون و توئین ۸۰ غوطهور شد. با استفاده از همین رقیقکننده تا رقت -۵ تهیه شد ۵( مرحله رقیق شد( و از تمامی نمونههای رقیقشده بهصورت دوتایی۱۲ روی محیط کشت YGC آگار۱۳ کشت داده و در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد به مدت ۳ تا ۵ روز گرمخانهگذاری شد. میزان رشد قارچ در هر نمونه بهوسیله شمارش واحدهای تشکیلدهنده کلونی۱۴ مطابق با استاندارد شماره ۹۸۹۹ استاندارد ملی ایران بررسی گردید. این آزمایشها در آزمایشگاه میکروبیولوژی مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و نیز در آزمایشگاه بیولوژی سازمان اسناد و کتابخانه ملی ایران انجام گرفت.

برای انجام آزمایش پیرسازی تسریعی نوری از پودر روناس برای رنگآمیزی نمونههای کاغذ استفاده شد. پس از رنگآمیزی نمونهها توسط دستگاه طیفسنج UV-VIS( مدل )AVA Spec از نمونهها طیف گرفته و ماکزیمم جذب آنها ثبت شد. تأثیر نور UV بر نمونهها بااستفاده از یک منبع نور ۲۷۰( نانومتر( UV محصول Philips با توان ۳۰ وات که در یک محفظه تعبیه شده بود، انجام شد. در هر محفظه )الیهنشانیشده و معمولی( تعدادی از نمونههای رنگشده قرار داده و این محفظهها درون محفظه UV گذاشته و همچنین تعدادی نمونه رنگشده نیز در درون محفظه UV قرار داده و تغییرات آنها دراثر تابش نور UV در زمانهای مختلف بررسی شد. پس از اتمام مدت زمان نوردهی مجدداً از نمونهها طیف گرفته و با طیف آنها قبل از پیرسازی نوری مقایسه شد. این آزمایش با سپریشدن مراحل زمانی ۲، ۴، ۶ و ۷ ساعتی صورت گرفت.

تصویر.۱ الگوی XRDدیاکسید تیتانی

نتایج و بحث

نانوذرات دیاکسید تیتانیوم برای اینکه بتوانند خواص مورد نظر و خاص ما را در مقابله با عوامل آسیبرسان به آثار کاغذی داشته باشند، باید ساختار آناتاز داشته باشند؛ بنابراین، هدف تهیه نانوذراتی با ساختار آناتاز بوده است که باداشتن خواص مورد نظر بتوانند در نگهداری آثار کاغذی مؤثر باشند. تصویر XRD )1( نمونه دیاکسید تیتانیوم سنتزشده بهروش سل-ژل را در مقایسه با طیف استاندارد فاز آناتاز )Mansor et al, 2003: 90( نشان میدهد. همانطور که نشان داده شده است، الگوی پراش XRD نمونه سنتزشده با فاز آناتاز دیاکسید تیتانیوم مطابقت کامل دارد و وجود فاز آناتاز را تأیید میکند و نشان میدهد نانوذرات دیاکسید تیتانیوم در فاز آناتاز بر سطح شیشه الیهنشانیشدهاند.

تصویر )۲(، SEM شیشه الیهنشانیشده را در مقایسه با شیشه معمولی نشان میدهد. همانطور که در این شکل پیداست، نانوذرات دراثر فرایند الیهنشانی روی این شیشه الیهنشانیشدهاند.