پژوهشگران دانشگاه تهران با استفاده از فناوری نانو، نوعی کامپوزیت لمینیت کاغذی تولید کرده‌اند که در آن نانوذرات اکسید سریم در بستر رزین ملامین فرمالدئید توزیع شده‌اند.
به نقل از دانشگاه تهران، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد افزودن کنترل‌شده نانوذرات اکسید سریم می‌تواند مقاومت سایشی، سختی سطح و پایداری حرارتی پوشش‌های سلولزی را افزایش دهد و هم‌زمان خاصیت آنتی‌باکتریال در سطح محصول ایجاد کند.
این دستاورد توسط پژوهشگران دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران توسعه یافته و می‌تواند در تولید سطوح مورد استفاده در صنایع چوب، مبلمان و دکوراسیون داخلی کاربرد داشته باشد.
بهبود عملکرد رزین ملامین فرمالدئید
محمد آزادفلاح، عضو هیئت علمی دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، با اشاره به کاربرد گسترده رزین ملامین فرمالدئید در صنعت روکش‌دهی گفت: این رزین یکی از پرکاربردترین رزین‌های گرماسخت است، اما سختی زیاد، تردی و مقاومت محدود آن در برابر ضربه، چالش‌هایی را در برخی کاربردهای صنعتی ایجاد می‌کند.
وی افزود: پژوهشگران در این طرح با بهره‌گیری از فناوری نانو، کامپوزیت لمینیت کاغذی جدیدی طراحی کردند که در آن نانوذرات اکسید سریم به‌صورت یکنواخت در بستر رزین توزیع شده‌اند.
هدف از این فرمولاسیون، کاهش برخی محدودیت‌های رزین و بهبود ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی و بهداشتی سطح نهایی بوده است.
استفاده از مقادیر مختلف نانوذرات اکسید سریم
در این پژوهش، نانوذرات اکسید سریم با غلظت‌های وزنی 0.1، 0.3، 0.5 و 1 درصد به ترکیب رزین اضافه شدند.
نتایج آزمایش‌ها نشان داد افزایش کنترل‌شده این نانوذرات می‌تواند برخی ویژگی‌های لمینیت کاغذی را بهبود دهد.
شفافیت نوری، مقاومت در برابر سایش، سختی سطح و پایداری حرارتی از جمله شاخص‌هایی بودند که در نمونه‌های تولیدشده مورد بررسی قرار گرفتند.
به گفته پژوهشگران، بهبود این ویژگی‌ها می‌تواند موجب افزایش دوام و طول عمر سطوح مورد استفاده در فرآورده‌های چوبی شود.
ایجاد خاصیت آنتی‌باکتریال در سطح لمینیت
یکی از مهم‌ترین نتایج این پژوهش، ایجاد خاصیت آنتی‌باکتریال در لمینیت‌های کاغذی تولیدشده است.
نانوذرات اکسید سریم که با عنوان نانوسریا نیز شناخته می‌شوند، به دلیل ویژگی‌های شیمیایی و قابلیت تغییر میان حالت‌های یونی Ce³⁺ و Ce⁴⁺، می‌توانند فعالیت ضدباکتریایی داشته باشند.
آزادفلاح گفت: نتایج آزمایش‌ها نشان داد لمینیت‌های حاوی نانوسریا توانایی قابل‌توجهی در مهار یا کاهش باکتری اشریشیا کلی، موسوم به E. coli، روی سطح دارند.
وجود این ویژگی می‌تواند استفاده از لمینیت‌های جدید را در محیط‌هایی که نظافت و کنترل آلودگی میکروبی اهمیت بیشتری دارد، امکان‌پذیر کند.
کاربرد در مبلمان و دکوراسیون داخلی
لمینیت‌های کاغذی آغشته به رزین ملامین فرمالدئید به‌طور گسترده برای پوشش صفحات چوبی مهندسی‌شده مانند MDF و نئوپان استفاده می‌شوند.
افزودن خاصیت آنتی‌باکتریال به این روکش‌ها می‌تواند زمینه استفاده از آن‌ها را در تولید محصولات مختلف گسترش دهد؛ از جمله:
- مبلمان خانگی و اداری
- کابینت و تجهیزات آشپزخانه
- میزها و سطوح کاری
- تجهیزات مدارس و دانشگاه‌ها
- مبلمان بیمارستانی و درمانگاهی
- دکوراسیون فضاهای عمومی
- سطوح پرتردد و در معرض تماس
البته استفاده تجاری از این فناوری به عواملی مانند هزینه تولید، دوام خاصیت آنتی‌باکتریال، ایمنی نانوذرات و قابلیت اجرای فرمولاسیون در خطوط صنعتی وابسته است.
افزایش مقاومت سایشی و حرارتی
مقاومت سایشی یکی از شاخص‌های مهم در ارزیابی کیفیت سطوح ملامینه است؛ زیرا این محصولات در طول مصرف با تماس، اصطکاک و نظافت مکرر مواجه می‌شوند.
بر اساس نتایج این پژوهش، حضور نانوذرات اکسید سریم در ترکیب رزین می‌تواند سختی و مقاومت سطح را افزایش دهد.
بهبود پایداری حرارتی نیز می‌تواند عملکرد لمینیت را در برابر تغییرات دما و برخی شرایط فرآیندی ارتقا دهد.
با این حال، مقدار نانوذرات باید به‌دقت کنترل شود؛ زیرا افزایش بیش از حد آن‌ها ممکن است بر شفافیت، یکنواختی سطح، چسبندگی یا سایر خصوصیات فنی محصول اثر بگذارد.
ظرفیت صنعتی لمینیت‌های نانویی
پژوهشگران دانشگاه تهران معتقدند استفاده از نانوذرات اکسید سریم در پوشش‌های سلولزی می‌تواند راهکاری برای تولید لمینیت‌های کاغذی مقاوم‌تر و دارای قابلیت آنتی‌باکتریال باشد.
این فناوری در صورت انجام مطالعات تکمیلی و امکان‌سنجی تولید انبوه، ظرفیت استفاده در صنایع مبلمان، صفحات چوبی، دکوراسیون داخلی و تجهیزات فضاهای عمومی را خواهد داشت.
برای تجاری‌سازی گسترده این محصول، بررسی دوام بلندمدت خاصیت آنتی‌باکتریال، میزان آزادسازی احتمالی نانوذرات، تأثیر آن بر محیط زیست، هزینه تولید و سازگاری فرمولاسیون با خطوط آغشته‌سازی و پرس صنعتی ضروری است.
