نانو کاغذ مقاوم، دستاورد تقدیری دوره دوم ادیب فرزانه در بخش سمینار

دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره تعداد 161  گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های تقدیری، برگزیده و معرفی شدند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های تقدیری علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: نانو کاغذ مقاوم
نام مدرسه: دبیرستان ادیب فرزانه
نام استاد: خانم سوده شیری
دانش آموزان: پریمهر مرصع فر، هستی نواب

مقدمه:
امروزه، حداقل۷۰ درصد کاغذ تولیدی در جهان از مشتقات الیاف چوب، و ۳۰ درصد بقیه نیز از الیاف گیاهی نظیر باگاس (تفاله نیشکر)، کاه، و نی تولید می‌شود.
هنوز انواع خاصی از کاغذ از برخی الیاف گیاهی نظیر پنبه، کتان و کنف ساخته می ‌شود. از این کاغذ ها برای تهیه اسکناس، کارهای هنری، کارهای چاپی اعلا، آثاری که باید محافظت و نگهداری شوند، و برای تعمیر و بازسازی کتاب ‌های قدیمی نفیس آسیب دیده استفاده می ‌شود.   
در این پروژه با استفاده از گیاهان بومی کشورمان مانند نیشکر و موادی همچون نانوکلی، نانورس، نانو سلولز و ... در تلاشیم تا کاغذ هایی با ویژگی هایی جدید و مقاوم بوجود آوریم.

چکیده:
کاغذ و محصولات کاغذی به ‌عنوان یکی از کالا های مصرفی، جایگاه مهمی در زندگی انسان‌ها دارند. مقادیر بسیار زیادی کاغذ در آموزش، صنایع چاپ و بسته‌ بندی به کار برده می‌شود.
از طرفی این فراورده به‌ تنهایی و بدون اضافه کردن مواد افزودنی، استحکام لازم و قابلیت نفوذپذیری به هوا، رطوبت و غیره را به شکل مطلوبی ندارد. در عین‌ حال تولیدکنندگان کاغذ با مسائلی همچون ماندگاری و زیست ‌تخریب ‌پذیری مواد افزودنی در ازای بهبود خواص مقاومتی و ممانعتی مواجه هستند.
در این راستا، مسئله‌ استفاده از فناوری ‌های جدید نظیر فناوری نانو بخش مهمی از تحقیقات در این حوزه را به خود اختصاص داده است.
چوب ماده اصلی کاغذ است. ساخت کاغذ از چوب ۶ مرحله اصلی دارد.
مراحل تهیه کاغذ از چوب عبارتند از:
قطع درختان
حمل الوار به کارخانه
کندن پوست درختان
تبدیل درختان به تکه‌ های ریز چوب و تهیه چیپس چوب
از بین بردن رنگ زرد چوب و مخلوط چیپس چوب با آب و مواد شیمیایی (از جمله گچ، پلاستیک، آب ژاول پتاسیم پرمنگنات و...)

مواد اولیه انواع کاغذ بطور کلی، مواد سلولزی است که از منابع مختلف تهیه می‌شوند:
• ساقه کتان، شاهدانه، پنبه که الیاف بلند (در حدود 1.2 تا 6 میلی متر) دارند
• ساقة گیاهانی مانند گندم، جو (کاه) ، نی، کنف و غیره
• درختانی که برگ سوزنی دارند، مانند کاج (با الیاف بلند ) و یا برگ پهن دارند مانند چنار (با الیاف کوتاه در حدود 0.5 تا 1.2 میلی متر)
• انواع کاغذ‌ های باطله و یا خرده ‌ها و قطعات مقوای کهنه
•  الیاف تفاله نیشکر

برخلاف این تصور که تولید کاغذ اساسا یک فرآیند مکانیکی است، در این فرآیند، پدیده‌ های شیمیایی نقش برجسته ‌ای دارند. از تبدیل چوب به خمیر کاغذ گرفته تا تشکیل کاغذ، اصول شیمیایی دخالت آشکاری دارند. لیگنین زدایی از یک منبع گیاهی مناسب، معمولا چوب، یک فرآیند شیمیایی ناهمگن است که در دما و فشار زیاد انجام می‌شود.
دامنه شیمی کاغذ، وسیع و جالب است شامل مباحثی از قبیل شیمی کربوهیدرات ها، رنگدانه‌ های معدنی، رزین های آلی طبیعی و سنتزی و افزودنی‌ های پلیمری متعدد می ‌باشد. در فرآیند تشکیل نیز تا حد زیادی شیمی کلوئید و شیمی سطح دخالت دارد. نقش پلیمر، شیمی محیط زیست و شیمی تجزیه را نیز نباید فراموش کرد.
منابع:
1. مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Papermaking»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد.
2. علم بسته بندی کاغذی و مقوایی، تالیف گروه کارشناسی بسته بندی معاونت نگهداری :http://behfar-co.com
3. : http://www.newdesign.ir/search.asp?id=169&rnd=8150 :woodwood.blogfa.com
4. منبع: sampadcity- nanocor-nanoclub- nano-edu.nano””nanoclay-- نرم افزار nanopolice
5. کتاب آشنایی با فناوری نانو1مقیاس نانو،ابزارها،نانومواد،رویکردهای ساخت-سلیمی،طاهری،احمدوند


برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
  

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه: نگار تجملیان -  تنظیم: زینب شاه مرادی