کاربرد نانو کپسول در جلوگیری و کنترل آفات - جلسه ششم

بخش پروژه های دانش آموزی - الهام گارسچی

اهداف جلسه:
1.آشنایی با روش های ساخت نانو کپسول
2.آشنایی با انواع نانوکپسول ها
3.آشنایی با نانوکپسول های پلیمری
4.آشنایی با نانوامولسیون ها

وسایل مورد نیاز:
·کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه
به منظور بهبود توانایی آفت کش ها برای کنترل آفات، از کمکی ها در فرمولاسیون استفاده می شود گرچه خود کمکی ها در فعالیت آفت کش ها نقشی ندارند. کاربرد آفت کش بهنگام انتخاب یک فرمولاسیون آفت کش، بایستی خطرات همراه با نوع فرمولاسیون و کنترل موثر آن را مد نظر داشته باشد زیرا داشتن درك پایه ای از نوع فرمولاسیون ها قبل از استفاده از آفت کش ها به کابر کمک می کند تا مانع اشتباهات و حوادث در انتخاب، مخلوط، بارگیری و استفاده از محصول شود.
6-1 روش های ساخت نانو کپسول
فرآیندهای اصلی ساخت کپسول ها شکل عمومی یکسانی دارند : از یک امولسیون روغن در آب یا آب در روغن برای خلق به ترتیب نانوکپسول های روغنی و آبی استفاده می شود.
زمینه کاربرد کپسول ها به نوع امولسیون مورد استفاده بستگی دارد؛ مثلا تزریق وریدی مستلزم استفاده از نانوکپسول های آبی است، بنابراین برای ساخت کپسول های مذکور بایستی از امولسیون آب در روغن استفاده شود. با این حال، طبیعت مواد کپسوله شده - یعنی آب دوست یا آب گریز بودن آن ها نیز نوع نانوکپسول مورد نیاز را دیکته می کند که ممکن است با کاربرد مورد نظر تطابق نداشته باشد .
روکش دهی کپسول ها با لایه های دیگر ممکن است این مغایرت را رفع نماید. برای روکش دهی میتوان از پروتئین ها، پلیمرها و دیگر مواد طبیعی و مصنوعی سود جست و آنها را بر حسب خواص گوناگونی به غیر از آب دوستی یا آب گریزی، نظیر چسبندگی، مقاومت در برابر محیط های مختلف و غیره انتخاب کرد. علاوه بر این، می توان از کپسول های موقتی (یا الگوه) به عنوان شالوده لایه های دیگر استفاده کرده و سپس آنها را از بین برد. شرایط ساخت نانوکپسول ها، بحرانی و حاد نیست و به همین علت از منظر زیست شناسی، دارای جذابیت خاصی برای رسانش مواد زیستی حساس می باشند.
6-2 انواع نانوکپسول ها
-نانوکپسول های پلیمری
-نانوامولسیون ها

6-3 نانوکپسول های پلیمری
اخیرا از پلیمرها برای ساخت نانوکپسول ها استفاده شده است . فرآیند اصلی ساخت این نانوکپسول ها پلیمریزاسیون امولسیونی می باشد. هم اکنون می توان نانوکپسول های پلیمری را در اندازه ها و اشکال گوناگون و در مقادیر مناسب تولید کرد . سپس با الصاق یا جایدهی یک مولکول خاص در دیواره این نانوکپسول ها، آن ها را "کارکردی" نمود.
کاربرد:
این نانوکپسول ها می توانند به صورت ماشه یك سیستم دارورسانی هدفمند عمل کرده و در پاسخ به یک زیست مولکول خاص، محتوای نانوکپسول را آزاد نمایند. کپسول های پلیمری بر خلاف نانوامولسیون ها با پیوندهای کووالاانسی قدرتمندی به یکدیگر می چسبند و بنابراین از استحکام خاصی برخوردارند. بسیاری از نانوکپسول ها در هر دو شکل مایع و خشک پایدارند.
برای داروسازی به جای مکانیسم ماشه کشی، میتوان محموله را- در صورت ریز بودن مولکول محموله- با مکانیسم ساده نفوذ رها کرد، یا به صورت تخریب طبیعی و یا به کمک امواج ماوراء صوت آن را باز کرد . ساخت نانوکپسول ها نوعی از خودآرایی محسوب می شود.
6-4  نانوامولسیون ها
نانوامولسیون ها از مولکول های سورفکتانت، نظیر فسفولیپیدها که از یک طرف آبگریز (هیدورفوبیک) و از یک سمت آبدوست (هیدروفیلیک) هستند تشکیل می شوند. هنگامی که این مولکول ها در یک محیط آبی قرار گیرند، خود به خود کپسول هایی را شکل می دهند که قسمت های آب گریز مولکول در درون آن ها واقع می شود و لذا از تماس با آب محافظت می شوند. لیپوزوم ها ساختارهایی از جنس چربی هستند که در این دسته قرار می گیرد.
کاربردها:
این ترکیبات در دارورسانی ساده تر از طریق وریدی و خوراکی و همچنین برای رهایش کنترل شده و تاخیری آفت کش ها کاربرد دارند. از مصارف دیگر این ترکیبات می توان به کاربرد آن ها در پودرهای رختشویی خوشبوکننده لباس و افزایش طول عمر آنزیم ها در خارج از سلول اشاره کرد.
به طورکلی تولید نانوامولسیون ها به دو روش ممکن است: امولسیون سازی با انرژی پایین و امولسیون سازی با انرژی بالا. در روش اول نانوامولسیون ها در نتیجه انتقال های فازی ایجادشده در طی فرایند امولسیون سازی که عموما در دمای ثابت و تغییر ساختار یا در ساختار ثابت و تغییر دما اتفاق می افتند به دست می آیند. امولسیون سازی غشایی، خودبه خودی، جانشین سازی حلال، معکوس شدن امولسیون و معکوس شدن فاز از جمله روش های مرسوم برای تولید نانوامولسیون ها با انرژی پایین که به رغم مزیت های فراوان دارای محدودیت هایی از جمله نیاز به مقدار زیاد مواد فعال سطحی (سورفاکتانت) و لزوم انتخاب دقیق مواد فعال سطحی و کوسورفاکتانت هستند.
اما روش دوم به دلیل کنترل توزیع اندازه قطرات امولسیون و قابلیت تولید امولسیون هایی مناسب و با تنوع زیاد، قابلیت کاربرد صنعتی بیشتری دارد و تهیه نانوامولسیون ها به روش امولسیون سازی با انرژی بالا با استفاده از تجهیزات مکانیکی از جمله آسیاب های کلوئیدی، همگن سازهای با سرعت یا فشار بالا، و همگن سازهای فراصوت ممکن است. در این میان همگن سازهای فراصوت کارایی بالایی برای کاهش اندازه قطرات و دستیابی به پایداری بیشتر نانوامولسیون دارند.
تکلیف1: با توجه به مطالب ارائه شده در این درس در مورد انواع نانو کپسول ها تحقیق و بررسی نمایید و مطالب خود را دسته بندی کنید.
تکلیف2: مطالب این درس را مطالعه نمایید سپس در مورد تفاوت نانوکپسول های پلیمری و نانوامولسیون ها بررسی کنید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: _________

منابع مطالعه: برای کسب اطلاعات بیش تر در زمینه مطالب مرتبط این درس کتاب " اصول سم شناسی کشاورزی" را مطالعه نمایید.

تنظیم: زینب شاه مرادی