ساختن نوعی پلیمر خود ترمیم شونده از مواد رایج
به گزارش سیناپرس همدان، دانشمندان مواد در RIKEN برای اولین بار با استفاده از یک ترکیب خاص، یک پلیمر خود ترمیم شونده ساخته اند. استراتژی مورد استفاده آنها برای بهبود دوام و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی پلیمرهای تجاری مختلف برای طیف گسترده ای از کاربردها امیدوار کننده است.
پلیمرهایی که قادر به بازسازی خود در هنگام آسیب هستند، دوام بیشتری دارند و در نتیجه هزینه ها و بار محیطی را کاهش می دهند. استراتژی‌های فعلی برای تولید پلیمرهای خود ترمیم شونده عمدتاً از واکنش‌های شیمیایی برگشت‌پذیر استفاده می‌کنند، اما این معمولاً مستلزم فرآیندهای سنتز پیچیده است. علاوه بر این، مکانیسم های خود ترمیمی مبتنی بر واکنش های شیمیایی ممکن است در محیط های خاصی مانند آب و محلول های اسیدی و قلیایی کار نکنند.
در حالت ایده‌آل، دانشمندان مواد مایلند پلیمرهایی تولید کنند که تحت طیف وسیعی از شرایط، از مواد در دسترس، با استفاده از فرآیندهای سنتز ساده، خود را ترمیم کنند. پلی الفین ها که شامل پلی اتیلن و پلی پروپیلن می شوند، رایج ترین پلیمرهای مصنوعی در جهان هستند. ژائومین هو از مرکز RIKEN علوم منابع پایدار می گوید: پلی الفین ها در اطراف ما هستند؛ آنها برای بسته بندی مواد غذایی، لباس، اتومبیل و دستگاه های الکترونیکی و پزشکی استفاده می شوند. ساخت پلی الفین های خود ترمیم شونده باعث افزایش طول عمر، ایمنی و کاهش اثرات زیست محیطی مواد مورد استفاده در بسیاری از کاربردها می شود.
در حال حاضر، هو و همکارانش موفق شده‌اند شکلی از پلی الفین پلی ایزوپرن، معادل مصنوعی لاتکس لاستیکی، که در لاستیک‌ها، نوارهای لاستیکی و زیره‌های کفش استفاده می‌شود، بسازند که مکانیزم خود ترمیمی قوی و فیزیکی را نشان می‌دهد. نکته مهم این است که پلی ایزوپرن خود ترمیم شونده ی آنها از همان بلوک ساختمانی پلی ایزوپرن معمولی، تولید می شود.
آن ها برای نشان دادن توانایی خود ترمیمی پلیمر خود، یک بلوک از آن را از وسط نصف کردند و سپس دو قطعه را به مدت یک دقیقه در دمای اتاق کنار هم قرار دادند. نمونه ترمیم یافته می تواند وزنی تا 2.5 کیلوگرم را بدون پارگی تحمل کند.
راز موفقیت آنها استفاده از یک کاتالیزور خاکی کمیاب برای تولید مخلوطی از دو ریزساختار مختلف پلی ایزوپرن بود. یک ریزساختار نسبتاً سخت و دیگری نرم بود. نسبت ریزساختار سخت به نرم حدود 7:3 برای خاصیت خود ترمیمی بهینه بود. این تیم گمان می‌کنند که ریزساختارهای سخت به یکدیگر متصل می‌شوند تا نقاطی را فراهم کنند که مولکول‌ها را به هم متصل می‌کنند و این شبکه باعث خود ترمیمی می‌شود. هو می‌گوید: هدف نهایی استفاده از مونومرهای کالایی به‌راحتی در دسترس برای تولید پلیمرهای خود ترمیم‌شونده سختی است که قادر به ترمیم خود به خودی در شرایط آسیب مکانیکی در محیط‌های واقعی و بدون هیچ دخالت خارجی هستند. ما معتقدیم که این کار بینش های بی سابقه ای را برای کمک به دستیابی به این هدف ارائه می دهد. این کار در مجله Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است.
منبع :phys.org
مترجم: سید سپهر ارومیهء
