نانوکامپوزیت‌های پلیمری هوشمند: پیشرفت‌ها و دیدگاه‌های اخیر

چکیده

پلیمرهای نانوکامپوزیت در سه دهه گذشته علاقه قابل توجهی به تحقیقات داشته اند. آن دسته از پلیمرهای نانوکامپوزیتی که به محرک­ هایی مانند pH، دما، مغناطیس و الکتریسیته حساس هستند، از جمله پلیمرهای نانوکامپوزیت هوشمند یا سریع­الانتقال، به دلیل کاربردهای بالقوه تکنولوژیکی خود مورد توجه بیشتری قرار گرفتند. از کاربردهای این پلیمرها می توان به دستگاه­های الکترونیکی انعطاف پذیر، حسگرها، پلیمرهای خود ترمیم شونده، مواد حافظه­دار شکلی و غیره اشاره نمود. حساسیت این ماده می تواند هم از پلیمری باشد که به عنوان ماتریس عمل نماید و هم از نانوپرکننده، در نتیجه ماده­ای به وجود می­آید که خواص هر یک از اجزای خود را با هم ترکیب می­نماید و هر یک به طور جداگانه نیستند. هدف این بررسی کوچک ارائه به‌روزرسانی در مورد جدیدترین و مهم‌ترین کاربردها در زمینه نانوکامپوزیت‌های پلیمری پاسخ‌دهنده به محرک‌ها، با تأکید بر نوآورانه‌ترین کاربردها در زیست‌پزشکی و کاتالیزور است که در سه سال گذشته توسعه یافته‌اند.

نتیجه ­گیری و چشم انداز

بدون شک پلیمرهای نانوکامپوزیت نشان­دهنده چشم ­اندازی از توسعه هیجان انگیز و جذاب در حوزه علم مواد هستند. علاوه ­بر این، اگر از غنای خواص فیزیکی و شیمیایی اجزای آن استفاده شود، می‌توان خواص هوشمندی برای مواد فراهم گردد و پتانسیل‌های آن بیشتر می‌شود. در این بررسی کوچک، تحولات در زمینه نانوکامپوزیت پلیمری هوشمند برای پاسخ به محرک‌های خارجی مانند نور، میدان مغناطیسی، میدان الکتریکی و دما، با تاکید بر آخرین کاربردهای زیست‌پزشکی توسعه‌یافته در سه سال گذشته، بازبینی گردیده­است. با این حال، هنوز چیزهای زیادی برای مطالعه در این سیستم ها وجود دارد.

یکی از چالش برانگیزترین متغیرها انرژی سطحی بالای نانوپرکننده و در نتیجه تمایل بالای آن به تجمع است که مشکلاتی را در کنترل رابط ماتریس و نانوپرکننده، پراکندگی و توزیع نانوذرات ایجاد می‌نماید. این متغیرهای حیاتی تأثیر عمیقی بر ویژگی‌های ماکروسکوپی و قطعاً بر پاسخ‌دهی به محرک‌ها دارند. تاکنون روش‌های مختلف سنتز مواد نانوکامپوزیت و همچنین روش‌های مختلف برای اصلاح سطح نانوپرکننده‌ها با هدف به دست آوردن توزیع بهتر نانوپرکننده در ماتریس پلیمری پیشنهاد شده‌اند. با این وجود، این موضوع همچنان نیازمند توجه بیشتری است، زیرا به دلیل خواص ذاتی نانوذرات، دستیابی به پراکندگی همگن آن در ماتریس پلیمری به صورت چالش باقی مانده است.

مطالعات با هدف یافتن راهبردهایی برای بهترین پراکندگی نانوذرات هم در محلول‌ها و هم در ماتریس پلیمری، باعث ایجاد مواد جدید با خواص یکنواخت‌تر و با فرآیندهای سنتز،  تکرارپذیرتر خواهد شد. در واقع،دستیابی به کنترل بر همه آن متغیرهای حیاتی و چالش برانگیز انگیزه ی بیشتری برای توسعه این مواد و اطمینان در مورد پتانسیل آنها برای مقیاس بندی ایجاد می­نماید. علاوه بر این، باید توجه داشت که این جستجو برای روش‌های سنتز و اصلاح جدید، هم در زمینه ماتریس‌های پلیمری و هم پرکننده‌ها، از آنجایی که در حال حاضر تقاضای فزاینده ای برای نانوکامپوزیت­های پاسخگو برای به دست آوردن دستگاه­های فناوری جدید با روش­های چاپ سه بعدی وجود دارد، باید ارتباط نزدیکی با راه‌حل‌های فناوری جدید مرتبط با چاپ سه‌بعدی داشته باشد.

دانلود فایل : نانوکامپوزیت_های پلیمری هوشمند

ترجمه و ویرایش: دکتر میران موسوی