بخشی از مقاله
چکیده
الیاف ابریشمی خواص منحصر بهفردی دارند و یک ماده زیست تخریب پذیر محسوب میشوند. در حال حاضر نخ ابریشمی در ایمپلنتهای مغزی، ترمیم قلب و بیوالکترونیک کاربرد گستردهای دارند. در این مطالعه مروری سعی شده است به کاربردهای پیله و نخ ابریشم در صنایع مختلف پرداخته شود. پیله کرم ابریشم یک ترکیب پلیمری طبیعی است و از شفیره کرم ابریشم در برابر حملات فیزیکی شکارچیان و محیط محافظت می کند، به نحوی که فعالیت متابولیک شفیره داخل پیله حفظ شود.
پروتئینهای اصلی موجود در ساختمان نخ ابریشم، فیبروئین و سریسین است. وجود مقدار زیادی از اسیدهای آمینه گلایسن و آلانین در فیبروئین، باعث افزایش استحکام در نخ ابریشم میشود. پروتئین سریسین نیز دارای توالی اسیدهای آمینه متفاوتی با فیبروئین است و هنگام صمغ گیری از فیبروئین جدا و شسته میشود. به دلیل وجود همین خواص در پیله و نخ ابریشم، این مواد کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلف دارند که از جمله این کاربردها میتوان به نقش پیله کرم ابریشم به عنوان عایق حرارتی، بهبود زخم، حذف نفت از آب، ترمیم استخوان آسیب دیده و درمان بیماری صرع اشاره کرد.
مقدمه
پرورش کرم ابریشم یا نوغانداری، در قالب یکی از کسب و کارهای کشاورزی، حرفهای است دیرپا با قدمت 2650 سال قبل از میلاد مسیح که همگام با بسیاری از ملل دنیا در کشور ایران نیز انجام میشود . - 2 - اهمیت صنعت ابریشم و نوغانداری در تأمین مواد مورد نیاز برخی از صنایع و ایجاد ارزش افزوده فراوان و فراهمسازی کسب درآمد ارزی در قالب اقتصاد بدون نفت بر کسی پوشیده نیست.
این صنعت به مثابه یک فعالیت مکمل بخش کشاورزی، دارای توان بالای اشتغالزایی در مناطق روستایی بوده و در جلوگیری از مهاجرت روستاییان به مناطق شهری نقشی مهم دارد - 4 - ؛ و در عین حال، فعالیتی پایدار از نظر بوم شناختی و کارآمد از نظر تجاری است. در حال حاضر، در دنیا سالانه بیش از 125 هزار تن نخ ابریشم تولید میشود و تولید ابریشم در بیش از 40 کشور رواج دارد . - 3 - خصوصیات و ویژگیهای ابریشم به گونهایست که از این ماده در صنایع مختلفی استفاده می شود. در این پژوهش، سعی شده است تا به برخی از خصوصیات پیله ابریشم و کاربردهای آن اشاره گردد.
خصوصیات پیله کرم ابریشم
پیله ابریشم یک ترکیب پلیمری طبیعی است. کرمهای ابریشم مقدار قابل توجهی از توده بدنی و انرژی که از مرحله لاروی تا تولید ابریشم بدست آوردهاند، به ساختن پیلهها اختصاص میدهند و سپس بیشتر عمر خود را در پیله، به عنوان شفیره قبل از ظهور به عنوان پروانه، میگذرانند. در طبیعت، پیلههای بسیار نازک و سبک وزن کرم ابریشم میتوانند از کرم ابریشم در برابر حملات فیزیکی شکارچیان و یا محیط زیست، محافظت کنند در حالی که فعالیت متابولیک شفیره داخل آنها حفظ شود. عملکردهای بیولوژیکی آنها مانند دفاع در برابر دشمنان طبیعی، تنظیم حرارتی و عملکرد ضد باکتریایی برای بقای کرم ابریشم ضروری هستد . - 11 -
خصوصیات نخ ابریشم
ابریشم به صورت دو رشته با سطح مقطع مثلثی شکل از اندام اسپینرت لارو خارج و با یکدیگر جمع شده، تحت تاثیر فشار در هنگام خروج ابریشم و همچنین تغییر جهت سر لارو به لیف ابریشم تبدیل می شود. نخ ابریشم به عنوان یکی از الیاف طبیعی از پروتئین و اسیدهای آمینه ساخته شده و محتوای پروتئین فیبروئین 72-81 - درصد - ، پروتئین سریسین 28-19 - درصد - ، چربی و مواد مومی 0/1-5 - درصد - و خاکستر و مواد معدنی 1-1/4 - درصد - است.
اسیدهای آمینه پروتئین اصلی ابریشم یعنی فیبروئین متشکل از توالی اسیدهای آمینهای تکرار شوندهای است که در آن گلیسین و آلانین بیشتر از بقیه است 60 - درصد اسیدهای آمینه - و این اسیدهای آمینه از دلایل استحکام رشتههای ابریشم هستند. سریسین که غلاف فیبروئین است، نسبت به فیبروئین اسیدهای آمینه متفاوتی داشته و هنگام صمغ گیری از فیبروئین جدا و شسته میشود . - 1 -
برخی از کاربردهای جدید پیله و نخ ابریشم در صنایع مختلف:
پیله کرم ابریشم به عنوان یک ماده طبیعی برای عایق حرارتی محسوب میشود: الیاف کرم ابریشم به عنوان مواد طبیعی هستند که به مدت طولانی برای منسوجات استفاده می شود. در حالی که خواص الیاف ابریشم و پروتئینهای ابریشم به طور گستردهای مورد مطالعه قرار گرفته است، دانش کمی در رابطه با درک چگونگی یک پیله کرم ابریشم وحشی که ابزار بقاء ضروری را برای شفیره کرم ابریشم فراهم میکند، در دسترس است. درک رابطه بین ساختار، ویژگی و عملکرد در این مواد بیولوژیکی مهم، یک طرح مفهومی را برای طراحی و توسعه نسل جدید پارچههای الهام گرفته از الیاف ابریشم فراهم میکند.
خواص حرارتی پارچه و لباس به طور فزایندهای مورد بررسی قرار گرفته و هدف از آن ارائه راحتی و ایمنی بهتر است؛ این کار برای طراحی پارچههای حرارتی در آینده اهمیت خاصی دارد . - 12 - عملکرد اولیه در مونتاژ لباس، حفظ جسم انسان در یک حالت فیزیولوژیکی پایدار با توجه به تعادل دمایی، دمای عمقی و سطحی، و تحت تاثیر همه شرایط محیطی و برای همه درجات از فعالیتهای بدنی قرار میگیرد. دمای آسایش شامل بسیاری از فاکتورها در حفظ سلامت و رضایت فرد پوشنده لباس است.
چن و همکاران اخیرا روی محدودهای از پیلههای کرم ابریشم برای همبستگی ویژگیهای مکانیکی مانند عملکرد کششی و فشردهسازی ساختار و ریخت شناسی آنها مطالعه کردهاند. این کار نشان داد که چینش معماری پیلهها بسیار مهمتر از ویژگیهای مواد الیاف ابریشم آنها برای مقابله با شرایط محیطی متفاوت بوده است . - 6 - روی و همکاران جابجایی تدریجی دی اکسید کربن از داخل به خارج از پیله برای زنده ماندن شفیره داخل پیله مشاهده کردند . - 9 -
پیله کرم ابریشم دارای قابلیت بهبود زخم میباشد: نشان داده شده است که مواد فیبروئین بازسازی شده از ابریشم، پتانسیل بالایی برای کاربرد در زمینههای مختلف فناوری، به دلیل خواص و ظرفیت تولید موادشان دارند. فیبروئین موجود در ابریشم همچنین به دلیل زیست سازگاری و عملکرد بازسازی عالی آن به عنوان یک ماده بیولوژیکی مهم شناخته شده است.
