مرجع پلیمر در بازار ایران: طیف گسترده‌ای از مواد پلیمری شامل الاستومرهایی هستند که به راحتی خم و کشیده می‌شود و می توانند به شکل اولیه خود بازگردند. ایجاد چنین مواد مستحکمی به معنی شکننده شدن آنها است. به همین دلیل از لحاظ ساختاری، الاستومرها شبکه‌های بی شکل رشته‌های پلیمری هستند که توسط مقدار کمی از پیوندهای عرضی شیمیایی به یکدیگر متصل می‌باشند. تقویت پلیمر نیازمند افزایش تراکم اتصالات عرضی بین رشته ها با ایجاد پیوندهای بیشتر است. این امر باعث می شود رشته های الاستومری از لحاظ ساختاری ساماندهی یافته ولی آن را سخت تر و مستعد به شکست کند.
گروهی از محققین وابسته به آزمایشگاه تحقیقات مواد غذایی دانشگاه سانتا باربارا (MRL) با الهام از صدف‌های دریایی موفق به دستیابی پلیمرهای الاستومری (شبکه اپوکسی آمورف) با انعطاف پذیری و استحکام بالا شده‌اند.
تلاش های قبلی که با الهام از پوست صدف صورت پذیرفته بود، محدود به سیستم‌های مرطوب و نرم نظیر هیدروژل‌ها هستند. در مقابل، محققان پیوندهای کئوردینه آهن را به یک سیستم پلیمری خشک اضافه کردند. این پلیمر خشک به طور بالقوه می تواند جایگزین مواد سخت اما شکننده، به ویژه در کاربردهای مربوط به ضربه و پیچش باشد.
یافته‌ها نشان می‌دهد سختی شبکه‌های مرطوب، 25 برابر کمتر از یک شبکه خشک ساخته شده است. همچنین پس از اضافه نمودن آهن به شبکه خشک، سفتی آن 800 برابر و سختی آن 100 برابر افزایش یافته است.
در غیاب آهن، اگر یکی از پیوندهای کووالانسی شکسته گردد، برای همیشه شکسته می شود، زیرا هیچ مکانیزمی برای خود ترمیمی وجود ندارد. اما هنگامی که پیوندهای کئوردینه برگشت پذیر آهن به کار گرفته می‌شود، هر کدام از اتصالات عرضی شکسته شامل آهن می‌توانند دوباره بازسازی گردند و باعث حفظ انعطاف پذیری مواد حتی اگر استحکام افزایش یابد، شوند.
سیستم خشک استفاده شده به دو دلیل مهم است. در یک سیستم مرطوب، شبکه آب را جذب می کند، باعث می شود زنجیره های پلیمری کشیده شده، بنابراین انعطاف پذیری زیادی وجود ندارد. اما با یک ماده خشک، رشته های آمورف در ابتدا بسیار فشرده بوده و حجم زیادی برای کشش دارند. هنگامی که اتصالات عرضی آهن برای تقویت پلیمر اضافه می شود، کشش پذیری ماده خشک به خطر نمی افتد، زیرا این پیوند ها می توانند شکسته شوند، بنابراین زنجیره های پلیمری در محل قفل نمی شوند و باعث بهبود خواص مکانیکی می‌گردند.
دانلود کامل مقاله تولید پلیمرهای مستحکم با الهام از صدف‌های دریایی:
Toughening elastomers using mussel-inspired iron-catechol complexes
