فهرست مطالب

بسپارش - سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 47، تابستان 1402)

فصلنامه بسپارش
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 47، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید حمید موسوی فخرابادی، حسن عربی، شروین احمدی* صفحات 3-16

    پلی اتیلن یکی از پلیمرهای پرمصرف در صنعت بسته بندی مواد غذایی است. انواع مختلف پلی اتیلن به دلیل تنوع ساختاری زیاد، قیمت کم، فرایندپذیری آسان و انعطاف پذیری در طراحی و معماری زنجیر ها و تاثیر آن بر کنترل خواص مهندسی پلیمر، آن ها را به یکی از مهم ترین گزینه ها در ساخت بسته بندی های پلیمری مواد غذایی تبدیل کرده است. مصرف زیاد پلی اتیلن در محیط آزاد سبب شده است تا به منظور افزایش زمان کاربری، فرایند پایدارسازی آن در برابر امواج نوری به عنوان عامل اصلی تخریب در محیط آزاد اهمیت یابد. این مسیله، لزوم افزایش پایداری این پلیمر را در برابر تخریب نوری نشان می دهد. سه روش کلی بهبود پایداری پلیمرها در برابر تخریب نوری عبارتند از: مسدودکردن یا ممانعت از برخورد تابش با پلیمر (به طور عمده تابش فرابنفش)، استفاده از مواد افزودنی جاذب امواج و آن هایی که گونه های واکنش تخریب یا واسطه ها را در پلیمر غیرفعال می کنند. در دهه های گذشته، پیشرفت های فراوانی در زمینه استفاده از ترکیبات آمینی ممانعت شده و مشتفات آن ها به منظور افزایش پایداری نوری پلیمرها انجام گرفته است. این ترکیبات به طور کلی در چهار دسته مختلف به منظور بهبود عملکرد پایداری نوری پلیمرها معرفی شدند که با سازوکارهای مختلف از قبیل کاهش و ازبین بردن هیدروپراکسیدها، یون های واسطه، فرونشانی حالت برانگیخته و ممانعت از وقوع واکنش های نوری، پلیمرها را دربرابر تابش فرابنفش محافظت می کنند. در ادامه پس از معرفی این مواد و سازوکارهای اثربخشی آن ها، روش های مختلف برای بهبود سازگاری پایدارساز های آمینی با بستر پلی اتیلنی مرور می شود.

    کلیدواژگان: بسته بندی، پلی اتیلن، تخریب نوری، پایدارسازی، ترکیبات آمینی
  • مهدی شیخی، فیروزه کاوش طهرانی، فاطمه رفیع منزلت* صفحات 17-27

    فرایند بازسازی، نه تنها تحت تاثیر برهم کنش های میان یاخته ها قرار دارد، بلکه شیمی سطح زیست مواد نیز بر آن اثرگذار است. بدین دلیل، اصلاح سطح الیاف الکتروریسی شده با زیست مولکول ها، روش مناسبی برای افزایش چسبندگی و سازمان دهی یاخته ای است. دو رویکرد کلی برای اصلاح داربست های الکتروریسی شده وجود دارد که با روش های مختلف انجام می گیرد. بارگذاری عوامل زیستی در محلول پلیمری، روش متداولی برای تله اندازی زیست مولکول ها در ساختار داربست است که طی آن مولکول در پیچال الیافی قرار می گیرد و به ایفای نقش می پردازد. اما به دلیل محدودیت های این روش، روش های پس اصلاح به عنوان مسیر جایگزین برای اصلاح نانوالیاف مورد توجه قرار گرفته اند. این نوع اصلاح می تواند با جذب سطحی فیزیکی زیست مولکول ها روی سطح الیاف یا با پیوند شیمیایی عامل مدنظر روی الیاف حاصل می شود. به دلیل قابلیت های شیمی کلیک، سازه های الکتروریسی شده کلیک پذیر، مسیر نویدبخشی برای پیوند زیست مولکول های مختلفی را فراهم می کند که برای اهداف متفاوت مهندسی بافت مناسب باشند. در این مقاله، پژوهش های انجام شده در زمینه عامل دارکردن سازه های الکتروریسی به تفکیک انواع واکنش های کلیک مرور می شود. بدیهی است، دستیابی به سامانه های هوشمند که فعالیت های یاخته ای را تحریک و کنترل می کنند، نیازمند آشنایی با آخرین پژوهش ها در این زمینه بوده که هدف اصلی این مقاله مروری است.

    کلیدواژگان: الکتروریسی، عامل دارکردن نانوالیاف، شیمی کلیک، زیست مواد، مهندسی بافت
  • سهیلا قاسمی، میلاد قزلسفلو*، عبدالحمید دهقانی صفحات 28-39
    در سال های اخیر، دارپلیمرها به عنوان دسته جدیدی از مواد پلیمری به دلیل خواص منحصر به فرد خود مخصوصا به عنوان سامانه های دارورسانی توجه زیادی را جلب کرده اند. در این فرایند، دارپلیمرها می توانند به طور مستقیم به قسمت آسیب دیده درون بدن بیمار دارورسانی کنند. دارپلیمرها را می توان به عنوان ساختارهای درشت مولکول با مزایای متعدد تعریف کرد که با توجه به ماهیت شیمیایی دارویی که باید منتقل شود، ممکن است دچار تغییراتی شوند. دلیل توجه بسیار به دارپلیمرها در دارورسانی، دارابودن خواصی چون اندازه یکنواخت، حل پذیری در آب، عملکرد سطحی اصلاح پذیر، درجه شاخه دارشدن زیاد، چندظرفیتی بودن، وزن مولکولی مشخص و حفره های داخلی دردسترس است. افزون بر این، سطح زیاد کنترل معماری شاخه ای، آن ها را به عنوان حامل های ایده آل متمایز می کند. همچنین، کاربرد دارپلیمرها در زیست پزشکی توجه بسیاری از دانشمندان را جلب کرده است. زیست پزشکی یکی از حوزه های اصلی مطالعه دارپلیمرها به دلیل ظرفیت آن ها در بهبود حل پذیری، جذب، زیست فراهمی و توزیع هدفمند و ارزشمندی آن ها در تشخیص و درمان محسوب می شود. در دهه اخیر، پژوهش های ضدنیوپلاستیک درباره دارپلیمرها به طور گسترده توسعه یافته است و چند نوع کمپلکس دارپلیمر پلی آمیدوآمین (PAMAM) و پلی پروپیلن ایمین (PPI) با داروهای دوکسوروبیسین، پاکلیتاکسل، سیس پلاتین، ملفالان و متوترکسات در مقایسه با مولکول دارو به تنهایی توسعه یافته اند.
    کلیدواژگان: دارپلیمر، دارورسانی، دارپلیمر PAMAM، دارپلیمر PPI، رهایش کنترل شده
  • زینب السادات شیخ الاسلامی، هاجر اسحاقی* صفحات 40-57
    سامانه های سبک تر از هوا (LTA) به نوع جدیدی از ناوبرهای هوایی اطلاق می شود که معمولا در ارتفاع km 20 از سطح زمین شناور هستند. از آنجا که پایگاه رادیویی راه دور، در ارتفاع km 20 تا km 50 از سطح زمین تعریف می شود، بنابراین، سامانه های LTA به عنوان مکمل شبکه های ارتباط زمینی و ماهواره ای مورد توجه قرار گرفته اند. امروزه، به کشتی هوایی به عنوان یکی از انواع سامانه های سبک تر از هوا، به عنوان حاملی برای انسان و اجسام با هزینه کم و حداکثر کارایی بسیار توجه شده است. بدنه این سامانه ها از ساختارهای چندلایه پلیمری شامل الیاف، پارچه و لایه های فیلم پلیمری تشکیل شده اند که از ویژگی های نگهداری گازهای سبک (مثل هیدروژن و هلیوم)، مدول کششی زیاد، مقاومت زیاد دربرابر فشار داخلی و خارجی و تحمل تغییرات زیاد دمایی برخوردارند. در این میان، برای اتصال لایه ها و استحکام درزگیری آن ها از چسب های پلیمری کم دما، مقاومت کششی زیاد و انعطاف پذیری عالی استفاده می شود. با وجود مطالعات زیاد درباره این سامانه ها، هنوز فرصت های بسیاری برای مطالعه در صنعت سامانه های سبک تر از هوا وجود دارد. بنابراین در مقاله حاضر تلاش شده است تا با معرفی این سامانه ها و انواع آن ها و شناسایی اجزای تشکیل دهنده از طریق معرفی کشتی های هوایی، گام موثری در ورود به پژوهش و تولید آن ها برداشته شود. همچنین، اطلاعاتی درباره چسب ها، به عنوان مواد اتصال دهنده ساختارهای بدنه و در نهایت ویژگی های چسب های پلی یورتانی مختص این سامانه ها به عنوان چسب های اصلی سامانه های سبک تر از هوا مرور شده است.
    کلیدواژگان: سامانه های سبک تر از هوا، کشتی هوایی، چسب پلی یورتانی، ساختار چندلایه، چسب کم دما
  • شقایق وکیلی، مهدی شیخی* صفحات 58-70
    از میان رویکردهای مختلف چاپ سه بعدی، روش نوری که برپایه استفاده از مونومر ها یا اولیگومر های نورحساس است، به دلیل سهولت فرایند، دسترس پذیری به ترکیبات مورد نیاز و امکان تغییر شیمی ماده برای دستیابی به خواص مورد نیاز روش فراگیری است. در این رویکرد، نورآغازگر ها از عوامل کلیدی در موفقیت این فرایند محسوب می شوند و پژوهش های بسیاری با هدف معرفی نورآغازگرهای مختلف انجام شده است. در این مقاله مروری، انواع نورآغازگرهای استفاده شده در فناوری چاپ سه بعدی مناسب برای فرایند پلیمرشدن نوری، معرفی شده و پژوهش های انجام شده در راستای ارتقای کارایی آن ها گردآوری شده است. از مهم ترین بخش های پژوهشی، تغییر در شیمی ترکیبات به منظور انتقال ناحیه جذب نورآغازگرها از ناحیه فرابنفش به ناحیه مریی است. افزون بر این، نورآغازگر های محلول در آب نیز برای استفاده در زیست چاپ سامانه های هیدروژلی بسیار مورد توجه هستند که در این مقاله مرور می شوند. بدیهی است، موفقیت در توسعه فرایند چاپ سه بعدی و ساخت قطعه هایی با خواص مکانیکی مناسب برحسب کاربرد و وضوح مطلوب، نیازمند آشنایی با عناصر کلیدی دخیل در فرایند است. از این رو، یکی از مهم ترین عوامل بررسی می شود.
    کلیدواژگان: چاپ سه بعدی، نورآغازگر، پلیمرشدن نوری، لیتوگرافی سه بعدی، پردازش نور دیجیتال
  • هدیه کیایی*، علی عباسیان صفحات 71-78

    در سالیان اخیر، فیلم های پلیمری پوشش یافته روی سطوح جامد در صنایع مختلف از جمله پوشش ها، چسب ها، غشاها، حسگرها و غیره کاربرد گسترده ای یافته اند. از آنجا که با نازک ترشدن فیلم تاثیر سطوح مشترک افزایش می یابد، بنابراین مشاهده شده است، ساختار و خواص فیلم های با ضخامت های حدود زیر nm 100، از جمله خواص سطحی مانند انرژی آزاد سطح، نسبت به توده پلیمر دست خوش تغییرهای درخور توجهی می شوند. با توجه به اینکه انرژی آزاد سطح از عوامل کنترل کننده و اثرگذار بر بسیاری از فرایندهای صنعتی و پدیده های علمی نظیر جذب سطحی، ترشوندگی، روان سازی و غیره در پلیمرها به شمار می رود، بنابراین در مقاله حاضر، عوامل موثر بر تغییر انرژی آزاد سطح فیلم های بسیار نازک پلیمری با تغییر ضخامت فیلم بررسی شده است. با مطالعه پژوهش های انجام شده در حوزه تغییر انرژی آزاد سطح فیلم های بسیارنازک با ضخامت، می توان به دو عامل مهم اشاره کرد. نخست، نیروهای بلنددامنه ای که از سوی زیرلایه بر زنجیرها و نیز قطره قرارگرفته روی سطح فیلم، به منظور اندازه گیری زاویه تماس، اثر می گذارند. دوم، افزایش اتصا ل های فیزیکی زنجیرها با زیرلایه که در ضخامت های حدود دو تا سه برابر شعاع ژیراسیون زنجیرها محدودیت هایی را برای تحرک آن ها به وجود می آورد. اثر اندازه محدود و افزایش نقاط اتصال زنجیرها با زیرلایه، در کنار درهم تنیدگی های درون و بین مولکولی می توانند به شدت بر صورت بندی قطعه های پلیمر در فیلم های نازک اثر بگذارند که با افزایش ضخامت به تدریج تاثیر این اتصال ها غربال می شود.

    کلیدواژگان: انرژی آزاد سطح، فیلم بسیارنازک، برهم کنش بلنددامنه، اثر اندازه محدود، نیروهای بین مولکولی
  • همکاران تحریریه صفحات 79-85
|
  • Seyyed Hamid Mousavi Fakhrabadi, Hasan Arabi, Shervin Ahmadi * Pages 3-16

    Polyethylene is one of the most widely used polymers in the food packaging industry. Due to high structural diversity, low cost, easy processability, and flexibility in the design and architecture of chains and their impact on the control of polymer engineering properties, different grades of polyethylene have made them one of the most important options in the manufacture of polymer food packaging. The outdoor high consumption of polyethylene has caused the process of stabilizing it against UV radiation as the main factor of degradation in the outdoor to increase its usage time. This indicates the need to increase the stability of this polymer against photodegradation. Generally, there are three ways to improve the stability of polymers against photodegradation: blocking or preventing the radiation from coming into contact with the polymer (mainly ultraviolet), using wave absorbing additives, and using additives that deactivate photodegradation reactions or the intermediate materials in the polymer. In the past decades, many advances have been made in the use of steric hindered amine compounds and their derivatives to increase the photostabilization of polymers. These compounds were generally introduced in four different categories to improve the optical stability performance of polymers by various mechanisms such as reducing and eliminating hydroperoxides, intermediate ions, quenching the excited state, and preventing the occurrence of photoreactions of polymers against UV radiation. In the following, after introducing these materials and their effectiveness mechanisms, various methods to improve the compatibility of amine stabilizers with polyethylene matrix were reviewed.

    Keywords: Packaging, polyethylene, photodegradation, stabilization, Aminoic Compounds
  • Mehdi Sheikhi, Firoozeh Kavosh Tehrani, Fatemeh Rafiemanzelat * Pages 17-27

    The regeneration process is not only affected by interactions between cells but also the surfaces chemistry of biomaterials. For this reason, modifying the surface of electrospun fibers with biomolecules is a suitable method to increase adhesion and cellular organization. There are two general approaches to modify electrospun nanofibers, which are performed in different ways. Loading biological agents in a polymer solution is a common method for trapping biomolecules in the scaffold structure, in which the molecule is located in the fibrous labyrinth and plays its role. However, due to the limitations of this method, post-modification methods have been considered as an alternative path. This type of modification can be achieved by physical adsorption of biomolecules on the fiber surface or by chemical bonding. Due to the capabilities of click chemistry, clickable electrospun structures provide a promising path for linking different biomolecules, that are suitable for different purposes of tissue engineering. In this article, the latest research performed on the functionalization and modification of electrospun structures with different types of click reactions are reviewed. Obviously, achieving smart systems that stimulate and control the cellular activities requires familiarity with the latest research in this field, which is the main goal of this review article.

    Keywords: electrospinning, Nanofiber Functionalization, Click chemistry, Biomaterial, tissue engineering
  • Soheila Ghasemi, Milad Ghezelsofloo *, Abdulhamid Dehghani Pages 28-39
    In recent years, dendrimers as a new class of polymeric materials have attracted lots of attention due to their unique properties, especially as drug delivery systems. In this process, dendrimers can deliver medicine directly to the affected part of the patient's body. Dendrimers can be defined as macromolecular structures with several advantages, which may undergo changes depending on the chemical nature of the drug to be delivered. Dendrimers can be defined as macromolecular structures with several advantages that depending on the chemical nature of the drug to be delivered, they may change. The reason for the high attention paid to dendrimers in drug delivery is that they have properties such as uniform size, water solubility, modifiable surface performance, high degree of branching, being multivalent, well-defined molecular weight, and available internal cavities. In addition, the high level of control over dendritic architecture distinguishes them as ideal carriers. Also, the use of dendrimers in biomedicine has attracted the attention of many scientists. Biomedicine is one of the main fields of study of dendrimers due to their capacity to improve solubility, uptake, bioavailability and targeted distribution, and their value in diagnosis and treatment. In the last decade, anti-neoplastic research on dendrimers has been widely developed and several types of poly amidoamine (PAMAM) and poly propylene imine (PPI) dendrimer complexes with doxorubicin, paclitaxel, cisplatin, melphalan, and methotrexate have been improved compared to the drug molecule alone.
    Keywords: dendrimer, drug delivery, PAMAM dendrimer, PPI dendrimer, controlled release
  • Zeinab Sadat Sheikholeslami, Hajar Es-Haghi * Pages 40-57
    Lighter than air systems (LTAs) are the new air navigation system that usually float 20 km above the ground. It has been known that remote radio bases are defined at an altitude of 20 to 50 km above the ground, therefore, LTA systems have been considered as satellite communication networks. Today, the airship is contemplated one of the lighter than air systems as a carrier for humans and goods with low cost and maximum efficiency. The body of this system is composed of polymer multilayer structures including fibers, fabrics, and various film layers with a light gas (exp. H2 and He) retention characteristic, high tensile modulus, high resistance to internal and external pressure, and tolerance to high-temperature changes. In order to connect the layers and their sealing strength, polymer adhesives with low-temperature tolerance, high tensile strength, and high flexibility are used. Despite the many studies on these systems, there are still many opportunities to study the LTA industry. Therefore, in the present article, an attempt has been made to take an effective step in searching these systems and their types and identifying the components through the introduction of airships. Also, information about adhesives as bonding materials for body structures and finally the properties of polyurethane adhesives specific to these systems as the main adhesives of LTA systems are reviewed.
    Keywords: Lighter than air systems, airship, polyurethane adhesive, multilayer structure, low temperature adhesive
  • Shaghayegh Vakili, Mehdi Sheikhi * Pages 58-70
    light-based three dimensional (3D) printing processes which are based on the use of light-sensitive monomers or oligomers, are the most versatile and interesting technique due to the unique potential to design structures with complex geometry, the ease of the process, the availability of the required compounds as well as the feasibility of tailoring materials to achieve the required properties. In this approach, photoinitiators are considered the key elements in the success of this process, and several types of research have been performed to introduce initiators with enhanced efficiencies. This article reviews the types of photoinitiators used in 3D printing technology and highlights the research carried out to transfer the absorption region of the compounds from the ultraviolet region to the visible region. In addition, water-soluble photoinitiators are also of great interest for use in the bioprinting of hydrogel systems, which are reviewed in this article. Obviously, success in the development of the 3D printing process and fabrication of constructs with suitable mechanical properties as well as resolution requires familiarity with the key elements involved in the process, therefore, one of the most important factors is investigated
    Keywords: 3D printing, initiator, photopolymerization, Sterolithography, Digital Light Processing
  • Hedieh Kiaei *, Ali Abbasian Pages 71-78

    In recent years, thin and ultrathin polymer films coated on solid surfaces have been widely used in various industries such as coatings, adhesives, membranes, sensors, etc. However, as the film becomes thinner, the effect of the interfaces increases, so that in thicknesses below 100 nm, the structure and properties of such ultrathin films, including surface properties such as surface free energy, undergo significant changes relative to the bulk of the same polymer. Considering the importance of surface free energy as a controlling factor in many industrial and theoretical phenomena such as adsorption, wettability, lubrication, etc. in polymers, this article aims to review the changes in surface free energy of ultrathin polymer films with changing their thicknesses. Two main factors have been identified in the literatures for surface free energy changes with changing films thicknesses in ultrathin polymer films. First, the long-range forces acting on the chains from the substrate as well as on the droplet placed on the film surface in order to measure the contact angle, and second, the finite size effect that in thicknesses comparable to the gyration radius of polymer chains, along with the intra- and intermolecular entanglements, can strongly affect the conformation of polymer segments as well as the chain mobility in ultrathin films which are slightly screening out with increasing the film thickness.

    Keywords: surface free energy, ultrathin film, long-ranged interaction, finite size effect, intermolecular forces
  • Editor Staffs Pages 79-85