داده ها نشان دهنده میانگین ± انحراف معیار می باشد. اختلاف در حروف لاتین بیانگر وجود اختلاف معنی دار بین میانگین ها در سطح احتمال ۵% می باشد.حروف کوچک لاتین برای تعیین اختلاف اثر میکرو دی اکسید تیتانیوم و حروف بزرگ برای نانو دی اکسید تیتانیوم می باشد.

نتایج حاصل از این پژوهش پیرامون WVP با نتایج بدست آمده از تحقیقات سایر محققین کاملاً مطابقت داشت]۱۲،۸۳[. این محققین نشان دادند که اضافه کردن نانو دی اکسید تیتانیوم به پلیمرهای مختلف WVP را کاهش می دهد، که این کاهش با افزایش میزان نانو دی اکسید تیتانیوم نسبت مستقیم دارد. نانو ذرات به علت ساختار ریز خود می توانند به راحتی در فضاهای خالی از ماتریکس متخلخل فیلم پر شوند، در نتیجه به سختی رطوبت یا آب را از دست می دهند]۷۹[.هنگامی که نانو ذره در ماتریکس پلیمری وجود دارد ، یک ملکول آب باید مسیر پیچیده تری را نسبت به ترکیب خالص پلیمر طی کند تئوری که توسط Thellen بیان شد]۸۴[. بنابراین فیلم های ساپورت شده با میکرو و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم می توانند مولکول های آب بیشتری را در سیستم بسته بندی نگه دارند و در نتیجه عمر مفید برخی مواد غذایی مانند میوجات و سبزیجات را افزایش دهند.ضعف اصلی فیلم های خوراکی WVTR^[4] بالای آن ها است که در این تحقیقات مشخص شده که نرخ انتقال رطوبت نسبی در بسته بندی های نانو در مقایسه با بسته بندی های طبیعی کاهش می یابد]۱۲[.

۴-۴-۲- نفوذپذیری نسبت به اکسیژن

نفوذپذیری نسبت به گاز و ترکیبات فرار آروما در فیلم های پلی ساکاریدی تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد: نسبت نواحی کریستالی به نواحی آمورف، میزان تحریک زنجیره های پلیمری و میزان برهمکنش ها بین گروه های عملگرای پلیمر و مولکول های گاز و ترکیبات فرار در نواحی آمورف ]۸۴[.فیلم های بایوپلیمری به دلیل وجود تراکم و فشردگی بالا بین زنجیره ها، وجود مقدار زیاد پیوندهای هیدروژنی، وجود حالت نیمه کریستالی، بازدارندگی عالی در مقابل اکسیژن دارند و همین امر استفاده از آن را در بسته بندی میوه ها و سبزی ها جهب کاهش سرعت تنفس و افزایش ماندگاری میسر می سازد]۸۵[. در این تحقیق همانطور که در جدول ۴-۴ نشان داده شده است در فیلم های نشاسته کاساوا ساپورت شده با ریزذرات، با افزایش غلظت ریز ذرات، میزان نفوذپذیری به اکسیژن(OP) کاهش معنی دار پیدا می کند. این نتیجه با نتیجه به دست آمده از کار زپا و همکاران در سال ۲۰۰۹ مطابقت داشت. آن ها اثر پلاستیسایزر را را بر ویژگی ممانعتی گاز اکسیژن در فیلم زیست تخریب پذیر نشاسته به همراه نانو ذرات رس بررسی کردند و نشان دادند که نفوذپذیری اکسیژن در رطوبت نسبی ۵۰% درفیلم ها با پلاستیسایرز بالاتر است نسبت به فیلم خالصکه این روند را به افزایش در تحرک زنجیره ای پلیمری در حضور پلاستیسایزر نسبت دادند. از طرفی مشاهده کردند با افزایش نانو رس در ماتریکس نفوذپذیری به اکسیژن کاهش پیدا می کند. پر کننده ها می توانند به عنوان موانع نفوذناپذیر در حرکت مولکول های اکسیژن مطرح شوند. همچنین لایه های سیلیکات می توانند به عنوان یک مانع نفوذناپذیر به حرکت مولکول های اکسیژن و همچنین اثر زیادی به ویژگی های انتقال داشته باشد]۸۱[.عوامل مختلفی وجود دارد که OPفیلم های بایوپلیمری را تحت تاثیر خود قرار می دهد.یکی از مهمترین این عوامل نوع و میزان نرم کننده مورد استفاده است. در تعیین میزان OP فیلم های حاوی نرم کننده، عواملی نظیر حالت فیزیکی و وزن مولکولی نرم کننده، ایجاد تغییر در ساختار سطحی فیلم، واکنش شیمیایی بین نرم کننده و اکسیژن و توانایی مولکول های کوچک نرم کننده در پر کردن حفرات ماتریکس تاثیر گذار می باشند]۸۵[.لوهاکنجیت و همکاران]۷۹[تاثیر دو نوع پلاستیسایزر گلیسرول و سوربیتول و غلظت آنها را بر روی OP فیلم نشاسته برنج مورد بررسی قرار دادند.آنها نشان دادند با افزایش غلظت پلاستیسایزر ، OP افزایش می یابد.در غلظت ۳۰ و ۳۵%، سوربیتول OP پائین تری نسبت به گلیسرول دارد. دلیل این مسئله وزن مولکولی بالاتر سوربیتول است که به دلیل برقراری اتصالات بیشتر با زنجیره های پلیمر تحرک کمتر آن ها را موجب شده و باعث کاهش OPنسبت به گلیسرول می شود.
در این تحقیق همانگونه که از نتایج پیداست، با افزایش غلظت ریز ذرات میزان نفوذپذیری به اکسیژن و بخار آب کاهش می یابد. ولی این میزان کاهش برای ذرات میکرو و نانو اختلاف معنی داری دارد و نانو ذرات اثر بیشتری نسبت به میکرو ذرات دارد. این اختلاف به دلیل نفوذ عالی نانو ذرات در بافت نشاسته سیب زمینی نسبت به میکرو ذرات می باشد.

۴-۵- بررسی اثر نانو و میکرو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای نشاسته سیب زمینی

نتایج خواص مکانیکی بدست آمده از دستگاه آنالیز بافت در جدول ۴-۵ نشان داده شده است. نتایج نشان داد هنگامی که غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم یا میکرو دی اکسید تیتانیوم در فیلم از صفر تا ۵% افزایش مییابد، مقاومت به کشش مربوط به این فیلم به صورت معنی داری افزایشمی یابد(۰۵/۰>p) که با توجه به نتایج حاصل از تحقیقاتJiugao Yu و همکاران در سال ۲۰۰۹ نتایج مشابهی به دست آمد]۵۶[. این محققین نشان دادند هر چه میزان نانو ذرات ترکیبیZnO _ CMC از صفر تا ۵ درصد وزنی افزایش پیدا کندقدرت کششی(TS) هم از MPa 3.9 تا MPa 8 افزایش مییابد، که این مربوط است به تعامل خوب بینZnO _CMCو ماتریکس گلیسرول- نشاسته نخود می باشد. در تحقیقی دیگر که در سال ۲۰۰۹ انجام شد اثر نانو ذرات ZnO را بر روی فیلم های پلی اورتان (PU) بررسیشد]۱۲[. نتایج نشان دادند که قدرت کششی (TS) و مدول یانگ ابتدا افزایش و سپس با افزایش محتویZnO کاهش مییابد ( از صفر تا ۲% افزایش ، از ۳ تا ۴% کاهش).افزایشTS در فیلم های کامپوزیتی ممکن است به علت محدودیت ناشی از حرکت (حرکت محدود ) در ماتریکس پلی اورتان با اضافه کردن ZnOباشد. علاوه بر این هنگامی که نانو ذرات ZnO درون شکاف از زنجیره های پلی اورتان پر می شوند، نیروهای تعاملی در برابر زنجیره های پلی اورتان ممکن است ایجاد شود[۵۶]. در حالت کلی می توان علت افزایشاستحکامکششیTS را اینچنین تفسیر کرد که با توزیعیکنواخت نانو ذرات در ساختمان پلیمر و ایجاد سطحی اتصال دهنده بین مولکول ها و نیز تشکیل پیوندهاییونی بین نانو ذرات و ترکیبات تشکیل دهنده پلیمر افزایش مییابد[۸۶].در این تحقیق مشاهده شد که میزان درصد کشیدگی با افزایش غلظت ریز ذرات اکسید رویحدود۵۰% کاهش مییابد(۰۵/۰>p). در تحقیقی دیگر که اثرافزودن نانو ذرات اکسید روی بر سطح فیلم های پلی ونیل کلراید بررسی کردند، به این نتیجه رسیدند که پوشش ذرات اکسید روی بر روی سطح فیلم هایPVCاثر ناچیزی بر روی درصد کشیدگی(E%) دارد که علت آن این بود که در این تحقیق نانو ذرات اکسید روی بر شکاف های زنجیرهPVC پر نشده بلکه روی سطح فیلم پوشیده شدند. بنابراین تعامل بین نانو ذرات و زنجیره هایPVC ممکن است ایجاد نشود. این مطلب گویای این است که چگونگی قرار گرفتن ذرات نانو در زنجیره های پلیمر بر اثر بخشی آن ها بر خواص مکانیکی بسیار حائز اهمیت است[۱۲].
******
جدول ۴- ۵: اثر نانو و میکرو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای نشاسته سیب زمینی