فهرست مطالب

بسپارش - سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 44، پاییز 1401)

فصلنامه بسپارش
سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 44، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • پوریا رحمنی*، اکبر شجاعی صفحات 3-14
    در دهه اخیر، به قطعات الکترونیکی انعطاف پذیر، به دلیل کاربرد گسترده آن ها در صنایع و لوازم پوشیدنی هوشمند، توجه زیادی شده است. در این میان، حسگرهای حرکتی پوشیدنی قابلیت پایش حرکات بدن و تبدیل تغییر شکل ناشی از تنش اعمالی به علامت های الکتریکی، سهم عمده ای از این بازار را به خود اختصاص داده اند. امروزه، پلیمرهای دارای عامل رسانای الکتریکی، به دلیل ماهیت انعطاف پذیر، وزن سبک و قیمت مناسب، پر اقبال ترین مواد  برای ساخت الکترونیک انعطاف پذیر محسوب می شوند. در میان پلیمرها، خواص الکتریکی ذاتی، زیست سازگاری و چقرمگی تنظیم پذیر و کشش پذیری بسیار هیدروژل ها، آن ها را گزینه مناسبی برای حسگرهای حرکتی در تماس با بدن، ساخته است. به منظور تقویت ضریب حساسیت به کرنش در هیدروژل ها برای کاربرد به عنوان حسگر حرکتی، افزایش رسانندگی الکتریکی آن ها تا میزانی معین به کمک یون های آزاد و رساناهای الکتریکی، ضروری به نظر می رسد. از طرفی، با توجه به زمینه های کاربردی حسگرهای حرکتی و استفاده مکرر از آن ها، نیاز به هیدروژلی با خواص مکانیکی مطلوب از جمله چقرمگی درخور ملاحظه، خاصیت خودترمیم شوندگی پس از آسیب و پایداری دینامیکی زیاد احساس می شود. بنابراین در این مقاله، پیشرفت های اخیر برای تهیه هیدروژلی با رسانش الکتریکی زیاد، حساسیت به کرنش درخور ملاحظه و خواص مکانیکی مطلوب و مناسب برای طراحی حسگر حرکتی، مرور می شود.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت پلیمری، قطعات الکترونیکی انعطاف پذیر، حسگر حرکتی، هیدروژل، پایش حرکت انسان
  • عباس محمدی*، نگار صالحی صفحات 15-29
    پوست به عنوان اولین سد دفاعی در برابر ورود عوامل بیماری زا به بدن، در صورت ایجاد زخم در آن، طی چهار مرحله هموستاز، التهاب، تکثیر و بازسازی به بهبود زخم کمک می کند. امروزه زخم پوش های مختلفی در راستای کمک به سامانه ایمنی بدن برای بهبود سرعت و کیفیت ترمیم زخم معرفی شده اند. از زخم پوش های مرسوم می توان به اسفنج ها و الاستومرهای پلی یورتان (PU)، هیدروکلوییدها، هیدروژل ها، فیلم های نیمه تراوا، زخم پوش های آلژینات و نانوالیاف پلیمری الکتروریسی شده اشاره کرد. زخم پوش های برپایه نانوالیاف پلیمری به دلایلی از جمله شباهت به ماتریس برون سلولی (ECM)، امکان چسبندگی سلولی مطلوب، نسبت سطح به حجم زیاد، امکان تبادل گاز، تامین مواد مغذی و کنترل تبخیر مایعات مورد توجه فراوانی قرار گرفته اند. تاکنون در پژوهش های مختلف، استفاده از پلی یورتان های الکتروریسی شده برای تهیه زخم پوش ها گزارش شده است. با وجود این، نتایج مطالعات در زمینه طیف گسترده زخم پوش ها نشان داده است که تقریبا هیچ نوع پلیمری به تنهایی قابلیت ترمیم زخم های متفاوت را ندارد. بدین منظور، پلیمرهای طبیعی به دلیل خواصی نظیر فعالیت زیستی مطلوب، زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری در کنار پلی یورتان ها با خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب استفاده شده اند. در این مقاله، پس از معرفی سازوکار بهبود زخم و تشریح ویژگی های زخم پوش ایده آل به معرفی نانوالیاف آمیخته های پلی یورتان-پلیمرهای طبیعی برای استفاده به عنوان زخم پوش های الکتروریسی شده پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: نانوالیاف، الکتروریسی، پلی یورتان، پلیمرهای طبیعی، زخم پوش
  • سارا جانقربان لاریچه، مسلم توکل* صفحات 30-41

    سامانه های تشکیل شونده درجا، مایع یا مواد گران رو تزریق پذیری هستند که پس از استفاده با تزریق به بدن، به دلیل اختلاط با مواد واکنش پذیر یا در پاسخ به شرایط جدید (دما، pH، وجود برخی مولکول ها یا یون ها، تابش نور مریی یا فرابنفش)، به شکل شبه جامد یا ژل درمی آیند. در سال های اخیر، با توجه به ویژگی های منحصر به فرد این سامانه ها، تولید و ارزیابی کاربرد آن ها برای کمک به التیام زخم مورد توجه فزاینده قرار گرفته است. افزون بر آسانی و غیرتهاجمی بودن استفاده از سامانه های تشکیل شونده درجا، این سامانه ها می توانند به طور کامل آسیب های نامنظم زخم را پر و با لبه های زخم ارتباط برقرار کنند. افزون بر این، آن ها می توانند به طور هم زمان در نقش عامل کنترل رهایش دارو، حامل یاخته-داربست مهندسی بافت، عامل بندآورنده خونریزی، چسب بافت یا حایل بافت عمل کنند. تاکنون، سازوکارهای مختلف شبکه ای شدن با واکنش های شیمیایی، آنزیمی یا برهم کنش های فیزیکی برای تولید سامانه ها-هیدروژل های تشکیل شونده درجا استفاده شده است. در این مطالعه، انواع راه کار های نوین به کارگرفته شده برای تولید سامانه های تشکیل شونده درجا و استفاده از آن ها به عنوان زخم پوش مرور شده و به مزایا و معایب و چشم انداز پیش روی این مواد پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: سامانه تشکیل شونده درجا، روش شبکه ای شدن، التیام زخم، هیدروژل، زخم پوش
  • علی پورجوادی*، محمد کوهستانیان، فاطمه رحمانی صفحات 42-55

    در برهه اخیر، به کارگیری روش های پلیمرشدن رادیکالی کنترل شده برای تهیه مواد پلیمری مختلف به علت مزایای این روش ها و رفع معایب پلیمرشدن رادیکالی، مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. تا به حال، روش های مختلفی برای پلیمرشدن رادیکالی زنده کنترل شده در متون علمی گزارش شده است. اما به طورکلی، سه روش اصلی پلیمرشدن رادیکالی زنده کنترل شده عبارت از پلیمرشدن رادیکالی با واسطه نیتروکسیدها (NMP)، پلیمرشدن رادیکالی با انتقال اتم (ATRP) و پلیمرشدن انتقال زنجیر افزایشی-جدایشی برگشت پذیر (RAFT) هستند. از میان این روش ها، پلیمرشدن انتقال زنجیر افزایشی-جدایشی برگشت پذیر (RAFT) به علت مزایای زیاد آن در تهیه مواد پلیمری ازجمله نانوکامپوزیت های پلیمری، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. نانوکامپوزیت ها ترکیباتی هستند که از مخلوط دو یا چند ماده مختلف به دست می آیند که به شکل فازهای مجزا بوده و دست کم یکی از اجزای تشکیل دهنده آن ها دارای ابعاد نانومتری در حدود کمتر از nm 100 است. ترکیب مساحت سطح زیاد در نانوذرات و گروه های عاملی مختلف در پلیمر می تواند خواص منحصربه فردی در نانوکامپوزیت ها ایجاد کند. نانوکامپوزیت های پلیمری به علت همین خواص به طور گسترده در صنایع مختلف ازجمله کاتالیزگر های پلیمری، حسگرها، جاذب های شیمیایی، نانوحامل های دارورسانی استفاده می شوند. در این مقاله به بررسی تهیه نانو کامپوزیت های پلیمری برپایه نانوذرات مختلف مانند نانوذرات برپایه کربن،SiO2 ، Fe3O4، نانوذرات Au و MoS2  از طریق پلیمرشدن انتقال زنجیر افزایشی-جدایشی برگشت پذیر و کارایی این نانومواد در دارورسانی پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: پلیمرشدن RAFT، نانوکامپوزیت، دارورسانی، نانوحامل، کاربرد
  • مهدی پیامنی، حسن فتاحی*، مهرزاد مرتضایی صفحات 56-67
    امروزه استفاده از پیش آغشته های پلیمری موجب سرعت بخشیدن به فرایند کامپوزیت سازی و آسانی شکل دهی آن ها شده است. برای تهیه پیش آغشته اپوکسی لازم است تا رزین به مقدار کمی پخت شود تا بتواند شکل کلی پیش آغشته را حفظ کند و الیاف را کنار یکدیگر نگه دارد. از آنجا که رزین های اپوکسی برای پخت نیاز به گرما دارند و گرما طی واکنش پخت آزاد می شود، کنترل میزان پخت آن ها در مرحله پیش پخت همواره با مشکل مواجه است. میزان پیشرفت واکنش پخت رزین، تعیین کننده خواص مکانیکی و فرایندپذیری پیش آغشته است. از روش های کنترل میزان پخت رزین اپوکسی برای استفاده در پیش آغشته ها، به کارگیری دو سامانه پخت مختلف با شرایط واکنش متفاوت نسبت به یکدیگر با عنوان سامانه پخت دوگانه است. در این مقاله، ضمن معرفی انواع سامانه های پخت دوگانه به کاررفته برای رزین اپوکسی مانند اپوکسی-آکریلات، اپوکسی-فنول، اپوکسی-تیول، اپوکسی-سیلوکسان، اپوکسی-نمک سولفونیوم و اپوکسی-آمین، کاربرد هر یک از این سامانه ها مرور شده است. با توجه به تنوع مدل های پخت دوگانه رزین اپوکسی، می توان از مدل ها و سامانه های پخت دوگانه مختلف برای کنترل خواص پیش آغشته مانند چسبناکی، درصد پخت، مدت عمر انباری و همچنین بهبود خواص کامپوزیت نهایی استفاده کرد. مطالعات انجام شده نشان می دهد، برای افزایش عمر انباری پیش آغشته ها، استفاده از واکنش کلیک با آغازگر نوری برای انجام واکنش مرحله اول پخت و واکنش کلیک گرمایی برای مرحله دوم پخت، بیشترین بازده را دارد.
    کلیدواژگان: رزین اپوکسی، پیش آغشته، پخت دوگانه، عمر انباری، پیش پخت
  • محمدرضا کلائی*، محمد حسین کرمی صفحات 68-77
    رزین های اپوکسی به علت ساختار شبکه ای و مقاومت ضعیف در برابر رشد ترک، معمولا دارای ساختار شکننده است.  بنابراین، افزایش چقرمگی رزین های اپوکسی با وجود نانوذرات پلیمری، از زمینه های مورد توجه پژوهشگران است. مطالعه تخریب نانوکامپوزیت های اپوکسی و مدل سازی سینتیک تخریب به طور گسترده به ابزار اساسی برای مهندسان تبدیل شده است. با این کار می توان پایداری گرمایی مواد را پیش از به کارگیری در صنعت پیش بینی کرد که به کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت محصول منجر می شود. اصلاح سطح نانولوله های کربنی و پراکنش نانوذرات دو عامل مهم در پایداری گرمایی نانوکامپوزیت های اپوکسی در مجاورت نانولوله های کربنی است. نمونه هیبرید نانوکامپوزیت اپوکسی در مجاورت نانولوله های کربنی چنددیواره و نانوذرات رس نشان داد، وجود هم زمان نانولوله های کربنی و نانوذرات رس می تواند به عنوان عامل بازدارنده تخریب گرمایی عمل کند و انرژی فعال سازی  واکنش تخریب را نسبت به نمونه دیگر افزایش دهد. در این مقاله، اثر نانولوله های کربنی بر شکل شناسی، خواص ریولوژیکی و مکانیکی، تجزیه گرماوزن سنجی، پایداری گرمایی، رزین اپوکسی و مدل سازی سینتیک تخریب نانوکامپوزیت های اپوکسی در مجاورت نانولوله های کربنی مرور می شود.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، رزین اپوکسی، سینتیک تخریب، مدل سازی، تجزیه گرماوزن سنجی (TGA)
  • صفحات 78-85
|
  • Pooria Rahmani *, Akbar Shojaei Pages 3-14
    On the other hand, according to the application fields of motion sensors and their frequent use, the need for hydrogel with desirable mechanical properties such as remarkable toughness, self-healing property after damage and dynamic stability is felt. Therefore, in this article, the recent advances for the preparation of hydrogel with high electrical conductivity, sensitivity to considerable strain, and desirable mechanical properties suitable for motion sensor design are reviewed. In the recent decade, flexible electronics have gained considerable attention due to their widespread use in various fields. In the meantime, there has been a growing demand for wearable strain sensors, which are applicable in human motion monitoring, robotics, touch panels, and so on. In this respect, integrating polymers with electrical conductive agents are the most common strategy to develop flexible electronics. Among polymers, the intrinsic electrical properties, appropriate mechanical properties, and biocompatibility of hydrogels made them a suitable candidates to serve as a strain sensor. However, it is essential to increase hydrogels electrical properties by using ions and electrical conductors to attain high strain sensitivity.On the other hand, the frequent use of hydrogels for human motion monitoring needs suitable mechanical properties such as sufficient toughness, dynamic durability, and high stretchability. To endow hydrogels with these features, some strategies such as nanocomposite hydrogel, double network, and inducing abundant reversible bonds within the hydrogels have been employed. Therefore, in this article, the latest achievements regarding the development of hydrogel-based strain sensors for human motion monitoring and the recent approaches leading to considerable electrical properties, high strain sensitivity, and suitable mechanical performance are reviewed.
    Keywords: Polymeic nanocomposite, flexible electronics, strain sensor, Hydrogel, human motion monitoring
  • Abbas Mohammadi *, Negar Salehi Pages 15-29
    The skin, as the first defense barrier against the entry of pathogens into the body, helps to heal the wounds through four stages including homeostasis, inflammation, proliferation, and regeneration. Today, various wound dressings have been introduced to help the body's immune system to improve the speed and quality of wound healing. Conventional wound dressings include polyurethane foams and elastomers, hydrocolloids, hydrogels, semipermeable films, alginate wound dressings, and electrospun polymer nanofibers. Wound dressings based on polymer nanofibers have received a lot of attention for reasons such as similarity to the extracellular matrix (ECM), the desired cell adhesion, high surface-to-volume ratio, gas exchange capability, nutrient supply, and fluid evaporation control. So far, the use of electrospun polyurethanes for the preparation of wound dressings has been reported in various studies. However, the results of studies on a wide range of wound dressings have shown that almost no polymer alone can heal different wounds, effectively. For this reason, many efforts have been made recently to develop polyurethane wound dressings to heal various types of wounds. In this regard, natural polymers have been used due to properties such as biological activity, biocompatibility, and biodegradability along with polyurethanes with desirable physical and mechanical properties. In this article, after introducing the the mechanism of wound healing and describing the characteristics of an ideal wound dressing, the polyurethane/natural polymer blends nanofibers for use as electrospun wound dressings will be discussed.
    Keywords: nanofibers, electrospinning, polyurethane, Natural polymers, wound dressing
  • Sara Janghorban-Laricheh, Moslem Tavakol * Pages 30-41

    In-situ forming systems are liquid or viscous injectable materials that after being injected into the body, due to mixing with reactive substances or in response to new conditions (temperature, pH, presence of special molecules or ions, visible or ultraviolet light radiation), they formed a semi-solid material or gel. In the recent years, due to the unique characteristics of in situ forming systems, preparation and investigation of these systems for wound healing have gained increasing attentions. In addition to easy and non-invasive injection of in situ forming systems, these materials can completely fill irregular wound defects and adhere to the wound edge tissues. Also these materials can simultaneously act as a controlled drug delivery system, cell carrier/tissue scaffold, hemostatic agent and tissue-adhesive. Until now, several physical, chemical and enzymatically cross-linking methods have been used to prepare in situ forming systems/hydrogels. In this review, various emerging and innovative approaches being developed and utilized for the preparation of in situ forming systems/hydrogels for wound dressing are reviewed. Also challenges and future prospects of these systems are discussed.

    Keywords: in situ forming system, crosslinking method, Wound healing, Hydrogel, wound dressing
  • Ali Pourjavadi *, Mohammad Kohestanian, Fatemeh Rahmani Pages 42-55

    Recently, the use of controlled-radical polymerization methods for the preparation of various polymer materials has received much attention due to the advantages of these methods and the elimination of the disadvantages of radical polymerization. There are many methods for controlled-living radical polymerization, but in general the three main methods for controlled-living radical polymerization are nitric oxide-mediated radical polymerization (NMP), atom transfer radical polymerization (ATRP), and reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT). Among these methods, RAFT polymerization has attracted more attention due to its advantages over other methods used in the preparation of polymeric materials, including polymer nanocomposites. Nanocomposites are compounds obtained from a mixture of two or more different materials that are in the form of separate phases and at least one of their components has nanometer dimensions of less than 100 nm. The combination of high surface area in nanoparticles and different functional groups in the polymer can create unique properties in the nanocomposites. Due to these properties, polymer nanocomposites are widely used in various industries, including polymer catalysts, sensors, chemical adsorbents as well as drug delivery nanocarriers. In this article, the preparation of polymer nanocomposites based on various nanoparticles such as carbon, SiO2, Fe3O4, Au and MoS2 nanoparticles through RAFT polymerization and the effectiveness of these nanomaterials in drug delivery have been reviewed.

    Keywords: RAFT polymerization, Nanocomposite, drug delivery, Nanocarrier, application
  • Mahdi Payamani, Hassan Fattahi *, Mehrzad Mortezaei Pages 56-67
    Nowadays, the use of prepregs has accelerated the composite manufacturing and has facilitated their processing. To prepare the epoxy prepregs, it is necessary to cure the resin slightly in order to maintain the overall shape of the prepreg and to hold the fibers together. Since epoxy resins require heat for curing and heat is release during the curing reaction, it is always difficult to control the degree of cure in the precuring stage. The progress of precuring reaction determines the mechanical properties and processability of the prepregs. One of the methods to control the degree of cure of epoxy resin for use in prepregs is to use two different curing systems with different conditions for each stage called dual curing system. In this article, while introducing the types of dual curing systems used for epoxy resin such as epoxy-acrylate, epoxy-phenol, epoxy-thiol, epoxy-siloxane, epoxy-sulfonium salt and epoxy-amine, the application of each system is reviewed. Due to the diversity of dual curing systems, different systems can be used to control the prepregs properties such as viscosity, curing percentage, shelf life and also improve the properties of the final composite. Studies show that, in order to increase the shelf life of prepregs using the click reaction with an optical initiator to perform the reaction of the first stage of curing and the thermal click reaction for the second stage of curing are most effective.
    Keywords: epoxy resin, prepreg, Dual curing, shelf life, precuring
  • Mohammadreza Kalaee *, Mohammad Hossein Karami Pages 68-77
    Epoxy resins usually have a brittle structure due to the cross-linked structure and poor resistance to crack growth. Therefore, increasing the toughness of epoxy resins in the presence of polymer nanoparticles is one of the fields of interest for researchers. Studying the degradation of epoxy nanocomposites and modeling the degradation kinetics have become widely used as an essential tool for engineers to predict the thermal stability of materials before using in industry, which leads to reduction in costs and an increase in product quality. Surface modification of carbon nanotubes and dispersion of nanoparticles are two important factors in the thermal stability of epoxy nanocomposites in the presence of carbon nanotubes. Hybrid epoxy nanocomposite in the presence of multi-walled carbon nanotubes and clay nanoparticles showed that the simultaneous presence of these nanoparticles can act as a preventive agent against thermal degradation and increase the activation energy of the degradation reaction. In this article, the effect of carbon nanotubes on morphology, rheological and mechanical properties, thermal gravimetric analysis, thermal stability of epoxy resin, and modeling of degradation kinetics of epoxy nanocomposites in the presence of carbon nanotubes are reviewed.
    Keywords: carbon nanotube, epoxy resin, Degradation Kinetics, modeling, thermal gravimetric analysis (TGA)
  • Editor Staffs Pages 78-85

    Introduction of polymeric companies, new published books and theses