نتایج حاصل از آزمایشات محتوای رطوبت و میزان جذب آب در شکل­های (4-7 و­ 4-8)، نشان داده شده است. با توجه به شکل­های (4-7 و­ 4-8)، هنگامی که غلظت نانو اکسید روی در فیلم­های قدومه شیرازی، از 0% تا 5 % افزایش می­یابد، میزان محتوای رطوبت مربوط به فیلم قدومه شیرازی از 49/6 تا17/5 درصد، و میزان جذب آب مربوط به فیلم قدومه شیرازی از 76/0 تا 53/0 (گرم آب به ازای هر گرم ماده خشک)، به صورت معنی داری (05/0>p) کاهش داشتند. در این تحقیق نانو ذرات به دلیل اندازه خیلی کوچک­شان به آسانی می­توانند فضاهای خالی ماتریکس فیلم خلل و فرج دار را پر کنند لذا پخش آسان آب یا رطوبت مشکل می­ شود، در نتیجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های قدومه شیرازی می­ شود. بر اساس مطالعات گزارش شده، افزایش محتوای نانو اکسید روی در فیلم سبب افزایش باندهای هیدروژن بین اکسید روی و اجزای ماتریکس است بنابراین، مولکول­های آب آزاد، در تعامل شدید با اجزای فیلم­های نانو بایو کامپوزیت نیستند (دام^[135]، 2006). این نتایج با نتایج گزارش شده توسط دیگر محققین از جمله مولر^[136]در سال 2011 و دوما^[137] در سال 2010 نیز مطابقت دارد.

شکل 4-7: میزان محتوای رطوبت فیلم­های قدومه شیرازی، با غلظت­های مختلف نانو اکسید روی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال می­باشد ( 05/0 >р).
شکل 4-8: میزان جذب آب فیلم­های قدومه شیرازی، با غلظت­های مختلف نانو اکسید روی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال می­باشد ( 05/0 >р).
4-4-2- حلالیت در آب
حلالیت در آب فاکتوری مهم برای فیلم­های بایو نانو کامپوزیت است. اکثر این فیلم­ها در حالت طبیعی خود به رطوبت حساس و محلول در آب هستند که گاهی می­توان با گنجانیدن اجزای چربی از منشاء خوراکی در فیلم، کامپوزیت پروتئین-چربی و استفاده از نانو ذرات به سبب ایجاد پیوند عرضی حلالیت را کاهش داد ( نیسپروس^[138]، 1994). با توجه به شکل 4-9، هنگامی که غلظت نانو اکسید روی در فیلم­های قدومه شیرازی، از 0% تا 5 % افزایش می­یابد، میزان حلالیت فیلم­های قدومه شیرازی حاوی نانو اکسید روی از 24/21 تا 33/13 درصد به صورت معنی داری (05/0>p) کاهش داشتند. مطالعات گزارش کرده اند که افزایش نانو ذرات سبب تشکیل پیوندهای هیدروژنی بیشتری می­ شود. بنابراین، مولکول­های آب آزاد تعامل کمتری با نانو کامپوزیت در مقایسه با فیلم­های کامپوزیت ایجاد می­ کنند ( مولر^[139] و همکاران، 2011؛ تانگ و دوما^[140]، 2010). حلالیت در فیلم های ساپورت شده با نانو اکسید روی در شکل 4-9، ارائه شده است. در ماتریکس فیلم قدومه شیرازی ساپورت شده با نانو اکسید روی نسبت به بایوکامپوزیت حلالیت کاهش قابل توجه ای پیدا کرد. این یافته ها ممکن است به اثرات متقابل بین اکسید روی و قدومه شیرازی در ساختار فیلم بایوپلیمر نسبت داده شود. حلالیت پایین در آب یک مشخصه مطلوب برای کاربردهای بسته بندی مواد غذایی همانند فیلم­های بسته بندی با ویژگی­هایی همچون مقاومت در برابر شرایط رطوبت بالا است.
شکل 4-9: حلالیت در آب فیلم­های قدومه شیرازی، با غلظت­های مختلف نانو اکسید روی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال می­باشد ( 05/0 >р).

4-5- نمودارهای جذب تعادلی

4-5-1- مدل جذب تعادلی چند جمله ای

شکل­ (4-10)، نمودار مدلسازی شده جذب تعادلی چند جمله ای را برای فیلم­های قدومه شیرازی و همچنین فیلم­های محتوی 5% نانو اکسید روی را نشان می­دهد. همان گونه که از شکل مدل­ها پیداست نانو ذرات به خوبی توانسته اند بر مدل جذب تعادلی تاثیر گذاشته و آنرا به سمت پایین تر جابجا کنند. احتمالا به دلیل شکل هندسی خاص نانو میله ها این وضعیت مشاهده می­ شود. چنین اثری را نیز محمدی و همکاران (2012)، نیز گزارش نموده اند.
شکل 4- 10: مدل جذب تعادلی چند جمله ای (مرتبه 3) برای فیلم قدومه شیرازی (خط پیوسته) در مقایسه با بایو نانوکامپوزیت محتوی 5% نانو اکسید روی ( خط ناپیوسته)

4-5-2- مدل جذب تعادلی GAB

به کمک مدل سازی کمینه کردن مجموع مربعات اختلافات پارامترهای معادله GABدر دمای 20 درجه سانتی گراد به دست آمد که این داده ها در جدول شماره 4-2، ارائه شده است. بلاهووک^[141] در سال 2004، گزارش داد که در صورتی که برای ماده ای 0K1و C_G 2باشد، آنگاه در طبقه بندی BrunauerEmmett, وTeller نوع مدل جذب تعادلی آن ماده از تیپ نوع II است و در صورتی که 0K1 و 0C_G2 نوع مدل جذب تعادلی ماده از تیپ از نوع III خواهد بود. بنابراین فیلم­های نانو بایو کامپوزیت قدومه شیرازی دارای تیپ جذب تعادلی III از طبقه بندی Brunauerرا خواهند داشت. این رفتار نوعی از جذب آب برای بسیاری از مواد هیدروفیلیک است ( زپا^[142] و همکاران، 2009). پارامتر K در معادله GAB ^[143] یک فاکتور تائید کننده از ویژگی های مولکول های چند لایه در اکثر مایعات است. طبق مطالعات مولر^[144] و همکاران در 2011 ((C,K ثابت های جذب می­باشند که به انرژی بر هم کنش بین اولین و سایر مولکول های جذب شده بر روی جایگاه های جذب مرتبط می­باشد.
افزایش مقدار K در بایو نانو کامپوزیت در مقایسه با C_G نشان دهنده کاهش در انرژی جذب برای مقدار خالص از چند لایه است. در aw بین 9/0-1/0 فیلم های تلفیق شده با نانو ذرات اکسید روی نشان داده شده که محتوای آب تعادلی در مقایسه با فیلم های کنترل کمتر است. این احتمال وجود دارد که با توجه به تعامل میان پلاستیسایزر، ماتریکس بایوپلیمر و نانو ذرات ZnO گروه هیدروکسیل قابل دسترس در فعل و انفعالات داخلی یا مولکول آب کاهش پیدا می کند. در نتیجه به ماتریکس هیدروسکوپیک کمتر منجر می شود. همچنین مولر و همکاران در سال 2011، گزارش دادندکه فعل و انفعالات بین اکسید روی و آب و یا/ پلاستیسایزر از نوع یون دو قطبی است که بین روی و گروه های هیدروکسیل برای پلاستیسایزر و آب رخ می­دهد. M_m نشان دهنده مقدار آب تک لایه برای فیلم­ها است. همان گونه که مدل جذب چند جمله ای هم نشان داد اضافه کردن نانو ذرات رفتار هیدروفیلیک از فیلم های بایوپلیمر را کاهش می­دهد.
جدول4-2: پارامترهای معادله GAB برای فیلم­های قدومه شیرازی حاوی نانو اکسید روی در دمای 20 درجه سانتیگراد.