اختصاصی بسپار/ کاهش زمان ساخت نانوساختارهای بسپاری: از یک هفته به ۳ دقیقه!

گروه ترجنه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر دانشمندان دانشگاه Birmingham موفق به ارائه‌ی روش جدیدی برای تولید سریع و مقیاس‌پذیر نانوساختارهای بسپاری (Polymer Nanostructures) شدند؛ روشی که می‌تواند مسیر تولید صنعتی بسپارهای پیشرفته را متحول کند.

به‌گزارش مجله Nature Synthesis، گروه‌های پژوهشی Dove و O’Reilly در دانشگاه Birmingham روشی نوین برای ساخت نانوساختارهای دقیق بسپاری ارائه داده داده‌اند که زمان فرایند را از حدود یک هفته به تنها سه دقیقه کاسته است. این جهش چشمگیر در سرعت، در عین حفظ کیفیت، نویدبخش دگرگونی در صنایع زیست‌پزشکی، انرژی و مواد پیشرفته است.

نوآوری در بطن سامانه‌‌‌های رانشگری و تولید پیوسته

در این روش نو، با استفاده از یک سامانه‌ پیوسته جریان (Continuous Flow System)، دانشمندان موفق به تولید یکنواخت مایسل‌های هسته (Seed Micelles) شدند. این هسته‌ها پایه‌ی شکل‌گیری نانوساختارهایی هستند که با استفاده از فرایند خودآرایی مبتنی بر تبلور زنده (Living Crystallisation-Driven Self-Assembly – CDSA) تکمیل می‌شوند.

نکته‌ی کلیدی در موفقیت این روش، تلفیق هم‌زمان مرحله‌ آماده‌سازی هسته با مرحله‌ خودآرایی در سامانه‌ جریان پیوسته بود؛ نوآوری‌ای که ضمن حفظ دقت ساخت، زمان را به شدت کاست.

نظر متخصصان: «انقلابی در فناوری نانو»

پروفسور Rachel K. O’Reilly، از اعضای کلیدی پروژه، می‌گوید: «این روش جهشی بزرگ در حوزه‌ نانو مواد است. ما اکنون می‌توانیم نانوساختارهای باکیفیت را در مقیاسی تولید کنیم که تا پیش از این غیرممکن به‌نظر می‌رسید.» پروفسور Andrew P. Dove نیز با تأکید بر اهمیت یکپارچه‌سازی فرایندها افزود: «ترکیب آماده‌سازی هسته‌ها با CDSA در یک سامانه‌ پیوسته نه‌تنها کارآمدی را می‌افزاید بلکه تکرارپذیری و یکنواختی را تضمین می‌کند؛ عواملی که برای تجاری‌سازی نانوساختارها حیاتی هستند.» ضمنا راهبرد انجماد سریع (Flash Freezing) در این روش نقش حیاتی دارد و موجب یکنواختی قابل‌توجه در شکل‌گیری هسته‌ها شده است.

کاربردهای صنعتی: از درمان سرطان تا ساخت سلول خورشیدی

این روش نو، دریچه‌ تازه‌ای به‌سوی زیست‌پایداری و نوآوری صنعتی باز کرده و ظرفیت‌های گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد، توانایی تطبیق‌پذیری بالا و بازده فوق‌العاده‌ این روش، فرصت‌های متعددی را در صنایع باز می‌کند و گامی موثر در مسیر تولید نانومواد دقیق به شمار می‌رود:

• دارورسانی هدفمند (Drug Delivery): نانوساختارهای دقیق می‌توانند داروها را مستقیم به سلول‌های خاص برسانند، به‌ویژه در درمان سرطان و بیماری‌های مزمن.

• فناوری انرژی‌های نو: بسپارهای یکنواخت در بهینه‌سازی انتقال انرژی و طراحی سامانه‌های سلول خورشیدی کارکرد بهتری دارند.

• یاریگری و ساخت مواد: این روش، کنترل بیش‌تری بر سنتز مواد فراهم می‌کند؛ که قابلیتی حیاتی برای تولید پوش‌رنگ‌‌های هوشمند، مواد گرمانرم‌ تخصصی و چندسازه‌‌های سبک و مقاوم است

آمار و آینده‌ راهبردی این فناوری

براساس تحلیل‌های بازار جهانی، تقاضا برای نانوساختارهای بسپاری در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته و پیش‌بینی می‌شود ارزش بازار این حوزه تا سال ۲۰۳۰ به بیش از ۸ میلیارد دلار برسد.

شرکت‌های پیشرو مانند BASF، Evonik Industries و 3M نیز در حال سرمایه‌گذاری در توسعه‌ مواد زیست‌بسپار، کشپار (Elastomer) و سامانه‌های مبتنی بر نانوساختار هستند تا در رقابت جهانی عقب نمانند.

آینده‌‌ی نانوپلاستیک اینجاست

روش جدید دانشگاه Birmingham نه‌تنها یک دستاورد علمی است، بلکه می‌تواند تعریف تازه‌ای برای تولید مواد بسپاری در صنعت فراهم کند. ترکیب دقت، سرعت و مقیاس‌پذیری، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای شرکت‌هایی بدل می‌کند که در پی راهبردی کردن نوآوری و افزایش بهره‌وری در فرایندهای تولید هستند.

در جهانی که صنایع به‌دنبال پاسخ‌هایی سریع و پایدار برای چالش‌های زیست‌محیطی و فنی هستند، چنین نوآوری‌هایی نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت خواهند بود.