استفاده از نانو الیاف سلولز در کاهش مواد مضر حاصل از دود سیگار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دکتری تخصصی نانوسلولز و نانوفیلترهای سلولزی از دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 استاد بازنشسته گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ دانشکده منابطع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

سلولز استات به‌عنوان فیلتر در سیگار استفاده می‌شود که وظیفه اصلی آن، خنک کردن و تمیز کردن دود سیگار می‌باشد. نانو سلولز‌ها دارای پتانسیل زیادی هستند، چراکه سلولز جزو فراوان‌ترین مواد خام بیولوژیک موجود در طبیعت بوده و به‌راحتی می‌تواند در مقیاس‌های میکرومتر تا نانومتر قابل‌دسترس باشد. در این تحقیق فیلترهایی با استفاده از نانو الیاف سلولز با درصد خلوص 5/1، 2 و 3 درصد و اختلاط هرکدام از درصدهای مذکور با 5 درصد کربن فعال ساخته شد و میزان کارایی آن بر تصفیه مواد مضر قابل‌جذب در بدن انسان موردبررسی قرار گرفت. برای این منظور از روش انجماد سوسپانسیون نانو سلولز در نیتروژن مایع استفاده شد. پس از جایگذاری فیلترهای ساخته‌شده در سیگار، نمونه‌ها توسط دستگاه استعمال سیگار مورد آزمون قرار گرفتند و میزان مونوکسید کربن حاصل از سوختن سیگارها مستقیماً توسط دستگاه مذکور اندازه‌گیری شد و برای محاسبه میزان نیکوتین و قطران از آزمون کروماتوگرافی گازی بهره گرفته شد. نتایج به‌دست‌آمده از آزمون مونوکسید کربن و قطران نشان داد که استفاده از فیلترهای ساخته‌شده با نانوالیاف سلولز و کربن فعال در مقایسه با فیلترهای سلولز استات توانسته است به‌طور معنی‌داری سبب کاهش این عناصر سمی و مضر قابل‌جذب در ریه انسان گردد (به ترتیب 59 و 77 درصد). درحالی‌که نیکوتین در بین تیمارهای مختلف نسبت به نمونه شاهد تفاوت معنی‌داری را نشان نداد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[2] Mokdad, A.H. et al., 2018, The state of US health, 1990–2016: burden of diseases, injuries, and risk factors among US States, 319 (14): 1444–1472.
[3] Thomas, D. and Cebe, P., 2017. Self-nucleation and crystallization of polyvinyl alcohol. Journal of Thermal Analysis Calorimetry, 127(1): 885–894.
[4] Crooks, I. Scott, K. Dalrymple, A. Dillon, D. Meredith, D. 2015. The combination of two novel tobacco blends and filter technologies to reduce the in vitro genotoxicity and cytotoxicity of prototype cigarettes, Regulatory Toxicology and Pharmacology, 71: 507–514.
[5] Li, Y., & Ragauskas, A. (2011). Cellulose nano-whiskers as a reinforcing filler in polyurethanes. Advances in diverse industrial applications of nanocomposites, 3, 17-36.
[6] Branton, P., Bradley, R.H., 2011. Effects of active carbon pore size distributions on adsorption of toxic organic compounds. Adsorption, 17: 293–301.
[7] Aufderheide, M., Scheffler, S., Ito, S., Ishikawa, S., & Emura, M. (2015). Ciliatoxicity in human primary bronchiolar epithelial cells after repeated exposure at the air–liquid interface with native mainstream smoke of K3R4F cigarettes with and without charcoal filter. Experimental and Toxicologic Pathology, 67(7-8), 407-411.
[8] Rothwell, K. (1999). Health effects of interactions between tobacco use and exposure to other agents. Environmental Health Criteria, (211).
[9] Polzin, G. M., Zhang, L., Hearn, B. A., Tavakoli, A. D., Vaughan, C., Ding, Y. S., ... & Watson, C. H. (2008). Effect of charcoal-containing cigarette filters on gas phase volatile organic compounds in mainstream cigarette smoke. Tobacco Control, 17(Suppl 1), 10-16.
[10] Scherer G, Urban M, Engl J, and Hagedorn HW. 2006. Influence of smoking charcoal fil-ter tipped cigarettes on various biomarkers of exposure. Inhalation Toxicol, 18:821–9.
[11] Wang, B., Sain M., Oksman, K., 2007. Study of structural morphology of hemp fiber from the micro to the nanoscale. Applied Composite Materials, 14(2): 89-103.
[12] Alemdar, A., Sain, M., 2008. Biocomposites from wheat straw nanofibers: morphology, thermal and mechanical properties. Composites Science and Technology, 68(2): 557-565.
[13] Market projections of cellulose nanomaterial-enabled products -Part 1: Applications. May 2014. Tappi. ournal 13(5):9-16.
 [14] Squires S.B. Gardiner M. J.; 2005. Cigarette filter incorporating nanofibres, US Patent Application No. 0139223.
[15] Daneleviciute-Vaisnienee, A., Katunskis, J., & Buika, G. (2009). Electrospun PVA nanofibres for gas filtration applications. Fibres & Textiles In Eastern Europe, (6 (77)), 40-43.
[16] Raghavendra, R. Atul Dahiya, M.G. Kamath.”Nanofibre nonwovens”. Update June 1, 2005.
[17] Nazmara, S. (2017). Evaluation of the concentration and time of exposure to the cigarette smoke particles in a car by different ventilation conditions. Journal of Research in Environmental Health, 2(4), 267-275.