اسم الباحث:

لما اسماعيل المصطفى

اسم المشرف:

    الدكتور محمد تركاوي – الدكتور خلدون يوسف                       

العنوان:

دراسة إمكانية الحصول على منتجات نسيجية من ريش الدجاج

العنوان باللغة الإنكليزية:Studying the possibility of obtaining textile products from chicken feathers

العام:2025

القسم:هندســـــــــة الغزل والنسيج

الملخص:

تم في هذا البحث العمل وفق ثلاث مراحل: في المرحلة الأولى تم توصيف ألياف ريش الدجاج السوري من حيث الخصائص الفيزيائية كالمظهر الطولي والمقطع العرضي والطول والقطر وسماكة جدار الخلية ومحتوى الرطوبة، كما تمت دراسة الخصائص الكيميائية كمقاومة الحموض والقلويات، ودراسة بعض الخصائص الميكانيكية كمتانة الشد.

أما في المرحلة الثانية فقد تم استخلاص بروتين الكيراتين من ريش الدجاج بطريقة كيميائية باستخدام محلولين مختلفين  A(اليوريا مع السيستيئين) وB (اليوريا مع SDS) ، ودراسة تأثير العوامل المختلفة على مردود الاستخلاص الناتج وتحديد الشروط الأمثل لعملية الاستخلاص، بالإضافة إلى توصيف المستخلص الناتج من خلال اختبار البيوريت(biuret) للكشف عن البروتين، واختبار كيلداهل(kjeldahl) لتقدير نسبة البروتين في العينة، واختبار FTIR للتحقق من الزمر الوظيفية، وDSC لمعرفة درجة التحول الزجاجي ودرجة الانصهار، واختبار(SDS-PAGE) لتقدير الكتلة الجزيئية للكيراتين المستخلص.

أما في المرحلة الثالثة فقد تم غزل الكيراتين المستخلص كهربائياً من دون مواد إضافية كما تم غزله مع البولي لاكتيك أسيد(PLA) وذلك باستخدام نسب مزج مختلفة من الكيراتين          %v(0-20-30-40-50-60-70). وتم قياس لزوجة المحاليل المحضرة ومن ثم توصيف شبكات الألياف النانوية الناتجة لمختلف نسب المزج من خلال صور المجهر الإلكتروني(SEM)، كما تم قياس أقطار الألياف للشبكات الناتجة باستخدام برنامج Image j وإنشاء مخطط Histogram للتعبير عن توزع أطوال أقطار الألياف باستخدام برنامج SPSS.ومن ثم إجراء دراسة إحصائية لأقطار الألياف في الشبكات الناتجة تبعاً لنسبة الكيراتين المضافة من خلال تحليل التباين أحادي الاتجاه(ANOVA).

بينت النتائج التي حصلنا عليها أن الطول المتوسط لألياف ريش الدجاج يبلغ 15.47mm في حين بلغ القطر المتوسط (49.98ɳm) وبلغت نسبة الطول إلى القطر309.52. تمتلك الألياف بنية مجوفة تشبه قرص العسل، وتبدي مقاومة جيدة تجاه الحموض والقلويات الضعيفة ولكن مقاومتها ضعيفة عند التراكيز العالية للقلويات. وبلغت متانة الشد 32.09 CN/tex.

أظهرت النتائج أن الشروط الأمثل للاستخلاص فيما يخص المحلول A والتي أعطت المردود الأعلى(50%) كانت عند درجة الحرارة70 ºC  وزمن الاستخلاص 6 ساعات وpH أكبر من 11 وتركيز اليوريا 8M.في حين بلغت أكبر قيمة للمردود باستخدام المحلول B (39.9%) عند درجة الحرارة 70 ºC وزمن تفاعل 2h وpH أكبر من 11.

كانت نسبة البروتين في العينات المستخلصة 87.71% باستخدام المحلول A، في حين كانت النسبة 60.16% للعينة المستخلصة باستخدام المحلول B. أما محتوى الكيراتين في الريش الذي قمنا باستخدامه في هذا البحث بلغ حوالي 66.70% وفقاً لاختبار كيلداهل.

أكدت نتائج التجارب التي قمنا بإجراءها كفاءة عملية الاستخلاص حيث تم التأكد من أن المادة المستخلصة عبارة عن بروتين من خلال اختبار البيوريت. بالإضافة إلى ذلك تم التحقق من المادة المستخلصة من خلال التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء FTIR لعينة الريش الخام والكيراتين المستخلص ومقارنتها مع الكيراتين الموجود في ريش الدجاج حيث تبين وجود نفس الروابط الكيميائية والزمر الوظيفية.

كما لوحظ من مخطط DSC أن عملية الاستخلاص تؤثر بشكل ملحوظ في السلوك الحراري لعينة الريش الخام والكيراتين المستخلص. كما إن الوزن الجزيئي للكيراتين المستخلص باستخدام المحلول A يتراوح ما بين  KDa (10.5-14).في حين بلغ الوزن الجزيئي للكيراتين المستخلص باستخدام المحلول B أقل من 10.5 KDa.

أدت عملية الغزل الكهربائي للكيراتين النقي إلى تشكل بروزات بالإضافة إلى تجمع هذه البروزات في مناطق محددة، في حين أنه تم تشكيل ألياف مستمرة من الكيراتين المستخلص مع البولي لاكتيك أسيد حتى النسبة 50%. لكن أدت زيادة نسبة الكيراتين إلى أكثر من 50% إلى تشكل ألياف وتجمعات نقطية كما لم نتمكن من تشكيل ألياف عند النسبة 70% من الكيراتين.

أدت زيادة نسبة الكيراتين إلى انخفاض أقطار الألياف الناتجة وتراوحت هذه الأقطار بين(336.86 nm-567.76 nm). أظهر اختبارFTIR وجود المجموعات الوظيفية العائدة إلى كل من بولي لاكتيك أسيد والكيراتين في الشبكات الناتجة. بينت نتائج الدراسة الإحصائية أن زيادة نسبة الكيراتين ذات تأثير جوهري على قطر الألياف النانوية المنتجة.

الكلمات المفتاحية:الألياف الطبيعية، ريش الدجاج، استخلاص الكيراتين، الغزل الكهربائي، الألياف النانوية، ألياف كيراتين نانوية، طيف الأشعة تحت الحمراء

تحميل البحث