به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانوی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، مقاومت مکانیکی این پوشش های کامپوزیتی در دمای بالا با استفاده از نانوذرات بهبود یافته است.
این نانوکامپوزیت ها به عنوان پوشش های زیست سازگار ومقاوم در صنایع هوافضا و خودروسازی کاربرد دارد. هزینه ی تولید این پوشش ها نسبت به نمونه های مشابه کمتر است.
امروزه استفاده از موادزیست 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 بزرگ ترین موانع در تجاری سازی این پلیمر طبیعی، خواص مکانیکی ضعیف آن هاست که کاربرد این مواد را خصوصاً در دماهای بالا تحت تأثیر قرار می دهد.این محدودیت در کاربردهایی همچون تهیه چسب و پوشش از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
به گفته زهرا سادات امامی محقق این طرح، هدف این طرح، تلاش برای بهبود خواص مکانیکی و رئولوژیکی اپوکسی/ سلولز با بهره گیری از ساختار نانوکریستال های سلولز به منظور استفاده به عنوان پوشش های مقاوم در دمای بالا بوده است.
وی در خصوص اهمیت بهبود کیفیت این پوشش ها افزود: خواص ضعیف پلیمرهای طبیعی، کاربرد آنها را در دماهای کاربری بالا محدود کرده است. در این طرح، پوشش های تولید شده با بهره گیری از نانوکریستال های سلولز، علاوه بر دستیابی به خواص مکانیکی بهینه، قابلیت کارکرد در دماهای بالا را یافته اند.
امامی در رابطه با مزایای حضور نانوذرات در تولید پوشش های مذکور عنوان کرد: استفاده از نانوکریستال های 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 پوشش های مذکور پرداخت و افزود: ابتدا بخش های 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 نمونه های 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 روش های رایج دیگر همچون هیدرولیز اسیدی به علت حذف احتمال باقی ماندن اسید در نمونه ها، 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.
محققان ایرانی موفق به تولید آزمایشگاهی پوشش های زیست سازگار شدند
