اختصاصی بسپار/ تولید مواد بسپاری نرم با ساختارهای مختلف و تکرار پذیر

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر پژوهشگران تکنیکی کارآمد و مقیاس‌پذیر را توسعه داده و نشان داده‌اند که به آنها این امکان را می‌دهد که مواد بسپاری نرم را در ده‌ها ساختار یا ریخت شناسی (morphology) مختلف، از نوار‌ها و ورق‌های نانومقیاس گرفته تا میله‌ها و ذرات شاخه‌دار تولید کنند. این تکنیک جدید به کاربران اجازه می‌دهد تا ریخت شناسی مواد را در مقیاس میکرو و نانو به خوبی تنظیم کنند.

این پژوهش در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی انجام شده است و پیشرفت مهمی است زیرا این تکنیک می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از بسپارها و زیست بسپارها و در مواد پیشرفته استفاده شود. از آنجایی که ریخت شناسی میکروساختارهای بسپاری و نانوساختارها برای کاربردهای آنها حیاتی است، این امکان را فراهم می‌کند که با کنترل ساختار به جای شیمی بسپار، ویژگی‌های بسپاری جدیدی حاصل شود.

اساساً، تمام ساختارهای مختلف با استفاده از یک فرآیند شناخته شده به نام رسوب بسپاری تولید می‌شوند. در این فرآیند، یک بسپار در حلال حل می‌شود و یک محلول بسپاری تولید می‌شود. آن محلول بسپاری سپس به مایع دوم وارد می‌شود که باعث می‌شود بسپار به صورت ماده نرم به هم برگردد.

چیزی که در این مورد جدید است این است که محققان کشف کرده‌اند که چگونه می‌توان ساختار ماده نرم بسپاری حاصل را با دستکاری سه مجموعه از پارامترها در طول فرآیند تولید، به طور دقیق کنترل کرد.

اولین مجموعه پارامترها نرخ برش است که به سرعت هم زدن مایعات هنگام مخلوط شدن با یکدیگر بستگی دارد. مجموعه دوم پارامترها غلظت بسپار در محلول است. آخرین مجموعه پارامترها ترکیب حلالی است که بسپار ابتدا در آن حل شده است و همچنین ترکیب مایعی که محلول بسپاری به آن اضافه می‌شود.

در این پژوهش پارامترهای مهمی که بر ریخت شناسی نهایی مواد بسپاری تأثیر می‌گذارد، شناسایی شده اند که به نوبه خود کنترل و تطبیق پذیری زیادی را ایجاد می‌کنند. با دانستن نقش هر یک از این عوامل و نحوه تأثیرگذاری همه آنها بر یکدیگر می‌توان ساختار ذرات بسپاری را به‌طور تکراری تنظیم کرد.

در زمینه ی کاربرد‌ها، محققان قبلاً نشان داده‌اند که از دندریکولوئیدها می‌توان برای ساخت غشاهایی برای رشد سلول‌های زنده یا ایجاد پوشش‌های آبگریز و آبدوست استفاده کرد. همچنین نانوصفحات پتانسیل استفاده به عنوان جداکننده‌های کارآمدتر در باتری‌های لیتیوم یون را نشان می‌دهند.

این تکنیک همچنین می‌تواند با انواع زیست بسپار‌های طبیعی مانند پروتئین‌های گیاهی استفاده شود و می‌توان از آن برای پشتیبانی از کاربردهای مختلف مانند توسعه آنالوگ‌های گوشتی گیاهی استفاده کرد که نیاز به کنترل دقیق مورفولوژی ذرات پروتئین دارد. از آنجایی که ایم روش مبتنی بر اختلاط مایعات با استفاده از مخلوط کننده‌های معمولی است، می‌توان آن را به راحتی برای تولید عملی گسترش داد.