سید مهدی سجادی

در این مطالعه غشای چندلایه متشکل از لایه نانوالیاف پلی وینیل کلراید/پلی یورتان گرمانرم و فیلم نازک پلی کربنات تولید و مشخصه‌یابی شد. برای تولید غشاهای چندلایه از فیلم نازک پلی کربنات به عنوان زیرلایه بر روی غلتک برداشت استفاده و نانوالیاف مخلوط پلیمری بر سطوح مختلف (بالا، پایین و دو طرف) فیلم نازک الکتروریسی شد. نتایج آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که نانوالیاف PVC/TPU بدون عیوب ساختاری و با میانگین قطری 268 نانومتر تولید شدند. همچنین تصاویر SEM نشان دادند که میانگین قطر تخلخل فیلم نازک پلی کربنات 16 نانومتر بوده است. بررسی تصاویر میکروسکوپی از سطح مقطع غشای چندلایه نشان داد که نانوالیاف در راستای ضخامت فیلم نازک نفوذ کرده و کانال‌های الیافی متخلخل ایجاد شده است. نتایج آزمون AFM نشان داد که سطح نانوالیاف از زبری سطحی بیش‌تری نسبت به فیلم نازک برخوردار بوده است. آمون طیف‌سنجی مادون قرمز ثابت کرد که پیک‌های مخصه مربوط به تمامی مواد مورد استفاده در تهیه غشای چندلایه در طیف مادون قرمز نمونه‌ها وجود داشته و هیچ گونه واکنشی بین اجزای تشکیل‌دهنده رخ نداده است. اندازه‌گیری زاویه تماس سطحی غشاهای چندلایه نشان داد که با افزودن لایه نانوالیاف به فیلم نازک، تخلخل و در نتیجه آب‌دوستی لایه نانوالیاف بهبود یافته است. افزودن لایه‌های بیش‌تر نانوالیاف در غشای چندلایه موجب ارتقای استحکام کششی از محدوده 3 مگاپاسکال به حدود 5/5 مگاپاسکال برای غشای سه لایه شد. همچنین مدول الاستیک و مقاومت غشایی در برابر تغییرشکل با افزودن لایه‌های غشایی به میزان قابل توجهی بهبود یافت (تا 3/2 برابر نسبت به فیلم نازک پلی کربنات و تک لایه نانوالیاف). نتایج آزمون برداشت آب نشان دادند که ساختارهای حاوی لایه‌های نانوالیاف نسبت به فیلم پلی کربنات از تخلخل‌های درونی بسیار بالاتری برخوردار بوده و قابلیت برداشت آب حدود 500 و 700 درصدی به ترتیب برای غشاهای دولایه و سه لایه بدست آمد (در مقابل برداشت آب 45 درصدی برای فیلم پلی کربنات). نتایج آزمون جریان عرضی تحت فشار یک بار با استفاده از آب خالص و آب آلوده به آلاینده پروتئینی آلبومین سرم گاوی (BSA) نی نشان داد که نمونه‌های حاوی لایه‌های نانوالیافی از نظر شار آب خالص عملکرد بهتری را نسبت به فیلم پلی کربنات از خود نشان دادند. غشای سه لایه حاوی دو لایه از نانوالیاف PVC/TPU دارای شار آب خالص حدود L.m-2.h-1 182 بوده است که در مقایسه با فیلم نازک پلی کربنات (L.m-2.h-1 72) تا 5/1 برابر افایش را از خود نشان داد. نتایج آزمون دفع BSA با استفاده از روش طیف‌سنجی ماورای بنفش نیز نشان داد که غشای سه لایه و غشای دولایه (با لایه نانوالیاف در سطح فوقانی فیلم پلی کربنات) از توانایی بالاتری برای دفع آلبومین سرم گاوی به عنوان یک آلاینده پروتئینی از آب آلوده برخوردار بوده است. در این میان غشای سه لایه با حذف بیش از 98 درصد از آلاینده پروتئینی عملکرد قابل توجهی را از خود نشان داد. غشاهای چندلایه توسعه داده شده در این مطالعه قابلیت جایگزینی با غشاهای فیلم نازک پلی کربنات را دارند.