مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
سال ششم شماره 3 (پیاپی 23، پاییز 1400)

تلاش برای ساخت هیدروژل هایی با خواص مکانیکی فوق العاده به ویژه با تحمل تنش فشاری زیاد در آغاز قرن بیست ویک، گسترش یافت. این هیدروژل ها به ویژه برای کاربردهایی مانند: غضروف و تاندون، ضدرسوب، حسگرها و محرک ها اهمیت دارند. از میان روش های ساخت هیدوژل های مقاوم مانند هیدروژل های نانوکامپوزیتی، هیدروژل های حلقه-لغزشی، و... هیدروژل های شبکه دوتایی (DN) به دلیل استحکام مکانیکی و چقرمگی مکانیکی بسیار زیاد توجه خاصی را به خود جلب کرده اند که در مقایسه با هیدروژل های تک شبکه ای معمولی، سازوکار شکست داخلی متفاوت و در نتیجه چقرمگی و استحکام فوق العاده ای دارند. این هیدروژل ها طبقه ی خاصی از هیدروژل های شبکه پلیمری درهم-نفوذی (IPN) هستند که از ترکیب شبکه ی سخت و شکننده با شبکه ی نرم و انعطاف پذیردرهم نفوذ کرده، تشکیل شده اند. شبکه ی سخت اول مسیول خواص استحکامی و شبکه ی انعطاف پذیردوم، مسیول جذب موثر انرژی ترک است تا از رشد میکروسکوپی ترک جلوگیری کند. هیدروژل های DN برخلاف هیدروژل های معمولی، باوجود محتوی آب زیاد، خواص مکانیکی قابل مقایسه با غضروف های مفصلی و لاستیک های صنعتی دارند که به علت ساختار کاملا متضاد و منحصربه فرد و گره خوردگی قوی این شبکه های دوگانه است. در این مقاله مروری به معرفی هیدروژل های DN، روش های ساخت، جنبه های ساختاری و کاربرد آن ها پرداخته می شود.

مرحله آماده سازی نمونه، به علت عدم ایجاد گزینش‌پذیری مطلوب، همچنان عامل محدودکننده‌ی فرایند‌های تجزیه‌ای در نظر گرفته می‌شود. پلیمرهای قالب مولکولی ‏Molecularly imprinted polymers (MIPs)) ، پلیمرهای سنتزی هستند که دارای انتخاب‌پذیری بالقوه و ویژه برای برخی از آنالیت‌های خاص یا گروهی از ترکیبات هستند که آن‌ها را به موادی ایده‌آل برای استفاده در فرایندهای استخراج یا جداسازی تبدیل می‌کند. در این راستا، در طول سال‌های گذشته مقالات زیادی در مورد استفاده از MIP ها در کاربردهای مختلف از جمله جاذب در استخراج فاز جامد، که با نام استخراج فاز جامد قالب مولکولی ‏نامیده می‌شود، ‏منتشر شده ‌است. اگرچه اکثر این مقالات، توصیفی برای به کارگیری MIP های سنتز شده برای بهبود روش استخراج هستند، ولی در خلال این توصیفات، راهکارهایی برای بهبود برخی از معایب موجود در این روش‌ها ازجمله رهاسازی قالب از بستر، پیچیده بودن مراحل سنتز، زمان بر بودن مرحله ساخت جاذب و... ارایه شده است. بنابراین، در این مقاله سعی خواهد شد تا پس از ارایه خلاصه‌ای از روش سنتز این پلیمرها، پیشرفت‌های صورت گرفته برای بهبود عملکرد MIPها در روش استخراج فاز جامد و دیگر کاربردها را مورد بررسی قرار دهیم.

با افزایش سریع تقاضاها در مورد منابع آب شیرین، کمبود آب شیرین بیشتر از قبل احساس می شود؛ مسئله مهمی که در توسعه پایدار اقتصادی و اجتماعی بسیاری از کشورها تاثیرگذار است. تاکنون اسمز معکوس (Reverse Osmosis) به‌عنوان یکی از اصلی ترین فناوری های تولید آب شیرین از آب های شور و منابع فاضلاب به‌طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، چالش اصلی پیش روی استفاده‌ی گسترده از فناوری RO، بحث رسوب زایی است که منجر به کاهش ظرفیت تولید و افزایش هزینه های بهره برداری می شود؛ بنابراین، تحقیقات بسیاری روی افزایش مقاومت غشای RO در برابر رسوب گذاری یا رسوب متمرکز شده ‌است. این مقاله مروری بر توسعه غشاهای ضدرسوب در سال های اخیر از جمله انتخاب مونومرهای شروع کننده ی جدید، بهبود فرایند پلیمری شدن سطحی، اصلاح سطحی غشای RO متداول توسط روش های فیزیکی و شیمیایی و هم‌چنین غشای RO ترکیبی آلی/معدنی را خواهد داشت. بررسی روند پیشرفت تحقیقات در این مطالعه ممکن است چشم اندازی برای توسعه غشاهای ضد رسوب RO فراهم کند و کاربرد فناوری غشاهای RO در تصفیه‌ی آب را نیز در آینده گسترش دهد.

لاستیک های سیلیکون دسته ای ویژه از پلیمرهای الاستومری هستند که به دلیل خواص فوق العاده، کاربردهای گسترده ای در صنایع برق والکترونیک، بهداشتی و پزشکی، خودروسازی، نظامی و هوافضا پیدا کرده اند. انعطاف پذیری بالا در دماهای بسیار پایین، زیست سازگاری، مقاومت عالی به اوزون و پیرشدگی، پایداری گرمایی بالا و آب-گریزی، تنها بخشی از خواص منحصربه فرد لاستیک های سیلیکون به شمار می آیند. لاستیک های سیلیکون از نظر سامانه پخت به دو دسته ی پخت شونده در دمای بالا و پخت شونده در دمای پایین تقسیم می شوند. نوع سامانه ی پخت و عامل پخت کننده، می توانند تاثیر چشمگیری بر خواص نهایی این پلیمر داشته باشند. از این رو مقاله ی مروری حاضر، ابتدا لاستیک های سیلیکون و انواع دسته بندی آن ها را مرور می کند. سپس سامانه های پخت مرسوم و نیز، عوامل نوین پخت لاستیک های سیلیکون در دمای بالا را مورد بررسی قرار می دهد.

پاندمی ویروس کویید-19 موسوم به کرونا در حال حاضر اساسی‌ترین چالش زندگی بشر محسوب می‌شود. تا لحظه نگارش این مقاله، تعداد مبتلایان و جان باختگان جهانی به ترتیب 204318511 و 4320365 نفر گزارش شده است. پلاستیک‌ها، به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد پلیمری، نقش قابل ملاحظه‌ای را در جنبه‌های گوناگون مقابله با این ویروس منحوس اعم از پیشگیری و درمان ایفا می‌کنند که در مطالعه حاضر به بررسی این موارد پرداخته شده است. وسایل حفاظت فردی پلاستیکی از ماسک و دستکش گرفته تا سپرها و عینک های ویژه، در سراسر دنیا توسط عموم مردم و کادر درمان استفاده می‌شوند. همچنین، پلاستیک‌ها نقش مهمی در ساخت انواع تجهیزات بیمارستانی مهم در مقابله با ویروس، همچون کیت‌های تشخیصی و ونتیلاتور، ایفا می‌کنند. پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر ،همچون پلی لاکتیک اسید از چشم انداز خوبی برای توسعه پلاستیک‌های ضدمیکروبی جهت ساخت انواع تجهیزات و به حداقل رساندن پیامدهای زیست محیطی برخوردارند. در بحث درمان نیز آنتی بادی های پلاستیکی تا زمان ساخت داروی قطعی بیماری می‌توانند کمک حال بیماران باشند. پلاستیک‌ها یاری‌گر انسان‌ها در هر شرایطی هستند، فقط باید از آن ها درست استفاده کنیم.

این مقاله به بیان مجموعه‌ای از روش‌های مختلف برای ارزیابی ریولوژی تعلیق‌های ذرات کلوییدی می‌پردازد و بین رفتار ماکروسکوپی ذره با برهم‌کنش میکروسکوپی بین ذره‌ای ارتباط برقرار می‌کند که شامل تنش تسلیم تعلیق و نیروهای DLVO مانند نیروهای واندروالس و دولایه‌ای الکتریکی است. همچنین درک درستی از پدیده‌های اساسی و وضعیت فعلی ریولوژی تعلیق کلوییدی فراهم و در مورد کاربرد، محدودیت‌ها و تغییرات آن برای انواع مختلف تعلیق‌های ذره‌ای غلیظ بحث می‌کند. این تعلیق‌های آبی از ذرات کلوییدی شامل پلیمرها و نانوکامپوزیت‌های آن حاوی ذرات اکسیدفلزی یا خاک رس تشکیل شده‌اند. تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام شده و دیدگاه‌های خاصی برای گسترش استفاده از ریولوژی تعلیق مورد بحث قرار گرفته ‌است و تحول سامانه‌‌های تعلیق ذرات ساده به سامانه‌‌های تعلیق ذرات ترکیبی که ارتباط بیشتری با نیازهای صنعت کنونی و آینده دارند، هدف‌گذاری شده‌اند.