سلولز فراوان‌ترین پلیمر طبیعی است که به دلیل خواص منحصر به‌ فردش کاربردهای متنوعی بالاخص در حوزه فناوری نانو از جمله فناوری غشایی تصفیه آب و دارورسانی دارد.

یکی از منابع اصلی استخراج سلولز چوب درختان است. با توجه به بحران‌های زیست‌محیطی و قطع بی‌رویه درختان به‌عنوان منابعی تجدید ناپذیر، امروزه محققان به دنبال یک منبع جایگزین برای استخراج به‌صرفه‌تر و ارزان‌تر سلولز هستند.

از این رو محققان دانشگاه جیرفت و دانشگاه پیام نور کرج موفق به استخراج سلولز از علف هرز شده و از آن‌ جهت سنتز یک کاتالیست پرکاربرد بهره بردند. به علاوه، ماده سنتز شده جهت تولید نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن نیز مورد استفاده قرار گرفته است. استخراج سلولز از گیاهان خودرو در مقیاس صنعتی می‌تواند موجب صرفه‌جویی ۷۰ درصدی در قطع درختان شود.

دکتر آتنا نعیمی، عضو هیات علمی دانشگاه جیرفت و یکی از محققان طرح با بیان این که علف‌های هرز هرساله زیان‌های هنگفتی را به کشاورزان تحمیل می‌کند گفت: گیاهان خودرو و علف‌های هرز یکی از مهم‌ترین عوامل کاهنده کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی به شمار می‌روند و کشاورزان سالانه هزینه زیادی را برای کنترل این گیاهان می‌پردازند.

وی ادامه داد: اما با این‌وجود می‌توان به این گیاهان به‌عنوان یک منبع غنی از سلولز نگاه کرد که در همین راستا موفق به ارائه روشی ساده و ارزان شدیم که می‌توان به کمک آن سلولز را از گیاهان خودرو و علف‌های هرز استخراج کرد.

نعیمی خاطر نشان کرد: درواقع ما در این تحقیق با ارائه راهکاری آسان، ارزان و سریع برای تولید گسترده سلولز، از یک سو علف‌های هرز و گیاهان خودرو را به یک گیاه مفید تبدیل کرده‌ایم و از سوی دیگر گامی در جهت جلوگیری از قطع گسترده درختان برداشته‌ایم.

وی با بیان اینکه تولید انبوه سلولز می‌تواند موجب ترغیب صنایع در جایگزینی پلیمرهای پایه نفتی شود، گفت: سلولز امروزه در فناوری نانو کاربردهای بسیاری دارد؛ از جمله در کپسوله کردن نانوداروها برای دارورسانی هدفمند بافت‌های سرطانی و همچنین ریزپوشانی ترکیبات مفید خوراکی جهت تولید محصولات غذایی فراسودمند. همچنین الیاف سلولز را می‌توان در سامانه‌های تصفیه آب پایه غشایی به کار گرفت.

به گفته وی، از کاربردهای دیگر آن می‌توان به تولید نانوکاتالیست‌ها جهت تسریع انواع واکنش‌ها در صنایع مختلف نیز اشاره کرد.

نعیمی در خصوص مراحل سنتز، مشخصه یابی و استفاده از کاتالیست ناهمگن سنتز شده در طرح حاضر گفت: در طرح حاضر ابتدا سلولز از یک نوع گیاه خودروی شایع در مناطق شهرستان جیرفت استان کرمان با استفاده از یک روش سبز، ارزان و سریع استخراج شد؛ سپس ذرات آهن بر روی بستر سلولزی تثبیت شده و یک میکروکامپوزیت کاتالیستی سنتز شد.

این محقق ادامه داد: پس از فرایند سنتز، ساختار، مورفولوژی و پایداری حرارتی کاتالیست سنتز شده به کمک روش‌های مختلف مشخصه یابی و میکروسکوپی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه، کارایی کاتالیست سنتز شده در تسریع فرایند اکسیداسیون سنجیده شده و در نهایت از بیوکاتالیست سنتز شده جهت سنتز مستقیم نانوذرات اکسید آهن استفاده شد. بدین منظور بیوکاتالیست مذکور در دمای ۶۵۰ درجه به مدت سه ساعت نگه داشته شد.

وی بیان داشت: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده بیوکاتالیست سنتز شده از عمر بالایی برخوردار بوده و می‌توان آن را می‌توان شش بار پیاپی مورد استفاده قرار داد.

دکتر آتنا نعیمی عضو هیات‌ علمی دانشگاه جیرفت، دکتر اصغر امیری- عضو هیات علمی دانشگاه پیام نور واحد کرج و الهام تاجیک- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله Cellulose با ضریب تأثیر ۳.۴۱۷ (جلد ۲۵، شماره ۲، سال ۲۰۱۷، صفحات ۹۱۵ تا ۹۲۳) منتشر شده است.