محققان ایرانی موفق به تولید آزمایشگاهی پوشش‌های زیست سازگار شدند

به گزارش مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) از ستاد ویژه توسعه فناوری نانوی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، مقاومت مکانیکی این پوشش‌های کامپوزیتی در دمای بالا با استفاده از نانوذرات بهبود یافته است. این نانو کامپوزیت‌ها به عنوان پوشش‌های زیست سازگار و مقاوم در صنایع هوافضا و خودروسازی کاربرد دارد. هزینه‌ی تولید این پوشش‌ها نسبت به نمونه‌های مشابه کمتر است. امروزه استفاده از مواد زیست سازگار و تجدیدپذیر همچون سلولز به دلیل گستردگی منابع تولید (چوب، پنبه، جلبک دریایی و غیره) و قیمت مناسب رو به افزایش است. اما یکی از بزرگ‌ترین موانع در تجاری سازی این پلیمر طبیعی، خواص مکانیکی ضعیف آن‌هاست که کاربرد این مواد را خصوصاً در دماهای بالا تحت تأثیر قرار می‌دهد. این محدودیت در کاربردهایی همچون تهیه چسب و پوشش از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به گفته زهرا سادات امامی محقق این طرح، هدف این طرح، تلاش برای بهبود خواص مکانیکی و رئولوژیکی اپوکسی/ سلولز با بهره‌گیری از ساختار نانو کریستال‌های سلولز به منظور استفاده به عنوان پوشش‌های مقاوم در دمای بالا بوده است. وی در خصوص اهمیت بهبود کیفیت این پوشش‌ها افزود: خواص ضعیف پلیمرهای طبیعی، کاربرد آنها را در دماهای کاربری بالا محدود کرده است. در این طرح، پوشش‌های تولید شده با بهره‌گیری از نانو کریستال‌های سلولز، علاوه بر دستیابی به خواص مکانیکی بهینه، قابلیت کارکرد در دماهای بالا را یافته-اند. امامی در رابطه با مزایای حضور نانو ذرات در تولید پوشش‌های مذکور عنوان کرد: استفاده از نانوکریستال‌های سلولز در مقایسه با میکرو فایبرهای آن، به دلیل افزایش سطح تماس با ماتریس پلیمری و نسبت سطح مؤثر بالا، خواص مکانیکی و رئولوژیکی پوشش زیست سازگار را به طور قابل توجهی بهبود بخشیده است. محقق این طرح در ادامه به روند ساخت و بررسی عملکرد پوشش‌های مذکور پرداخت و افزود: ابتدا بخش‌های کریستالی سلولز به روش اکسیداسیون انتخابی TEMPO استخراج شده و در ابعاد نانومتری تهیه گردید. سپس با استفاده از عوامل فعال سطحی مناسب، پراکنش ایده آل نانوذرات در کامپوزیت-های اپوکسی/سلولز صورت گرفت. در نهایت خواص رئولوژیکی و مکانیکی نمونه‌های حاصله با آزمون-های کششی و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. در طرح حاضر، استخراج بخش کریستالی سلولز به روش اکسیداسیون انتخابی صورت گرفته است. این روش در مقایسه با روش‌های رایج دیگر همچون هیدرولیز اسیدی به علت حذف احتمال باقی ماندن اسید در نمونه‌ها، از آلودگی کمتری برخوردار است. این پژوهش حاصل همکاری مشترک، زهرا سادات امامی میبدی-دانشجوی دکتری پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، دکتر غلامرضا پیرچراغی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف و همکاران ایشان از دانشگاه کیس وسترن آمریکا است. نتایج این طرح در مجله ی Cellulose (جلد 22، سال 2015، صفحات 3161 تا 3176) به چاپ رسیده است.