مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
سال چهارم شماره 3 (پیاپی 15، پاییز 1398)

گرماسنجی پویشی تفاضلی پودمانی(MDSC) یکی از روش های گرماسنجی دربررسی و مطالعه ترکیبات و مواد خام دارویی، غذایی و بسپاری محسوب می شود. در این روش با تغییر دادن گرما و دما به صورت پودمانی (مدوله) در سامانه می توان نواقص روش گرماسنجی تفاضلی را برطرف کرد و با درنظر گرفتن دامنه پودمانی، بسامد و سرعت گرم کردن مناسب، به بررسی انتقالات ضعیف گرمایی، همپوشانی دمایی، محاسبه دقیق و صحیح بلورینگی و ظرفیت گرمایی پرداخت. گرماسنجی پویشی تفاضلی نسبت به روش گرماسنجی تفاضلی سنتی بسیار دقیق تر و حساس تراست. در این روش،انتقالات و پدیده های گوناگون گرمایی با توجه به وابستگی به ظرفیت گرمایی و فرایندهای جنبشی روی علائم (Signals)جداگانه بازگشت پذیر(reversing)و بازگشت-ناپذیر(nonreversing) نشان داده می شوند و تحلیل و مطالعه آن ها ساده تر می شود.روش مذکور در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

کاهش ذخایر سوخت های فسیلی و همچنین افزایش گازهای گلخانه ای که از سوختن این سوخت ها تولید می شود دو چالش مهم پیش روی انسان در قرن حاضر است. روند رو به افت ذخایر با ارزش نفتی می تواند بحران کمبود انرژی را به وجود آورد و از طرف دیگر افزایش بی رویه غلظت گازهایی مانند دی اکسیدکربن در اتمسفر منجر به گرم شدن کره زمین می شود. پلیمرهای کوئوردیناسیونی نانومتخلخل می توانند به عنوان راه حلی ایده آل حجم بسیار بالایی از گازهای گلخانه ای را در خود ذخیره کنند و از سوی دیگر به عنوان حامل سوخت پاک، وابستگی به سوخت های فسیلی را بیش از پیش کاهش دهند. پلیمرهای کوئوردیناسیونی، حاصل اتصال مواد معدنی و آلی و یکی از جدیدترین گروه مواد نانومتخلخل، سال هاست که مورد توجه محققین قرار گرفته اند. کاربردهای متنوع این مواد به دلیل برخی ویژگی های منحصربه فرد آن ها نظیر ساختارهای متنوع، مساحت سطحی گسترده، منافذ قابل تنظیم، استحکام حرارتی و مکانیکی بالا و تخلخل بسیار بالا در فرایند های مختلف رو به افزایش است. در این مقاله به طراحی و انواع روش های سنتز پلیمرهای کوئوردیناسیونی و برخی از مهم ترین کاربردهای این مواد متخلخل از جمله ذخیره سازی گاز، کاتالیزور، رها سازی دارو و خواص حسگری پرداخته می شود.

هیدروژل ها دسته منحصربه فردی از شبکه های پلیمری سه بعدی با اتصالات عرضی هستندکه می توانند مقدار زیادی حلال های آبی و سیالات زیستی را در ساختار خود نگه دارند. امروزه، هیدروژل های هوشمند توجه بسیاری از دانشمندان در زمینه های مختلف پژوهشی را جلب کرده اند. هیدروژل های هوشمند می توانند انتقال های فاز حجمی برگشت پذیر یا انتقال های فاز سل-ژل را در پاسخ به تغییرات کوچک محرک های محیطی نشان دهند. هیدروژل های پاسخگو به محرک، هیدروژل های هوشمند یا حساس به محیط نیز نامیده می شوند. به طورکلی محرک هایی که هیدروژل های هوشمند به آن ها پاسخ می دهند، معمولا در سه گروه فیزیکی(دما، فشار، نور، صدا، فراصوت، میدان الکتریکی و مغناطیسی و تنش مکانیکی)، شیمیایی (pH، ترکیب حلال، مواد شیمیایی یا استحکام یونی) یا زیستی (گلوکز، آنزیم و پادگن) دسته بندی می شوند. بر اساس نوع پاسخ گویی، هیدروژل های هوشمند نقش مهمی در محدوده گسترده ای از کاربردها از جمله سامانه های دارورسانی، مهندسی بافت، اپتیک، تشخیص و تصویربرداری پیدا کرده اند. هدف از این مقاله، بررسی مفهوم پایه هیدروژل های هوشمند و دسته بندی انواع آن ها بر اساس نوع محرک است. در این بررسی جنبه های اساسی ساختاری و خواص عملکردی هیدروژل های هوشمند، برهم کنش های شیمیایی و متغیرهای اصلی درگیر در ساختار آن ها به طور مختصر و کوتاه بحث شده است.

با ظهور پلیمرهای رسانا پیشرفت ها در زمینه دستگاه های الکترونیک از قبیل دستگاه های زیست الکترونیک وارد مرحله جدیدی شد. ازجمله این دستگاه ها زیست حسگرها هستند که برای مصارف مختلفی ازجمله پزشکی و بررسی سلامت مواد غذایی استفاده می شوند. زیست حسگرها انواع مختلفی دارند؛ یکی از انواع مختلف آن ها زیست حسگرهای الکتروشیمیایی هستند که توانایی آن را دارند که بدون صدمه زدن به سامانه، ترکیبات آن را اندازه گیری کنند. در این مقاله به معرفی پلیمر پلی اتیلن دی اکسی تیوفن، روش های ساخت و افزایش رسانایی آن پرداختیم. در ادامه سعی بر آن شد تا با معرفی اجمالی زیست حسگرهای الکتروشیمیایی، به پیشرفت های اخیر در مورد استفاده از پلیمر پلی-اتیلن دی اکسی تیوفن در زیست حسگرها بپردازیم و چالش های باقی مانده در این زمینه را معرفی کنیم.

امروزه مهم ترین کاربرد چاپگرهای سه بعدی در علوم پزشکی، ساخت داربست های مهندسی بافت است. مهندسی بافت،دانشی بین رشته ای است که توانایی بالقوه برای ترمیم یا بازسازیبافت یا اندام جدیددر بدن انسان رافراهم می کند. مهترین عامل کارکرد در مهندسی بافت،داربست های سه بعدی هستند که بهتقلیداز ماتریسخارجسلولی(ECM)طبیعی بدن توسط روش های مختلفی از مواد زیست سازگار مختلف شامل پلیمرها، سرامیک ها، فلزات و مواد طبیعی استخراج یافته از بدن تولید می شوند.جدیدترین و دقیق ترین روش تولید داربست های مهندسی بافت، چاپگرهای سه بعدی هستند.یک چاپگر سه بعدی از فایل دیجیتالی ارائه شده به آن، لایه به لایه نمونه فیزیکی را می سازد.چاپگرهای سه بعدی توانایی تولید هر نوع داربستبا هر شکل و هر اندازه را دارند. دقت عالی و سرعت فوق-العاده چاپگرهای سه بعدی، آن ها را به محبوب ترین روش تولید داربست های مهندسی بافت مبدل کرده است. در این مقاله چاپگرهای سه بعدی مناسب برایتولید داربست های مهندسی بافت با فناوری هایمختلف مورد نقد و بررسی قرار گرفته و اصول کلی کارکرد آن ها به طورکامل شرح داده می شود. در ادامه محدویت ها و مزایای انواع روش های چاپ سه بعدی نیز مورد بررسی قرار می گیرد.

در سال های اخیر، چسب های پایه نشاسته به دلیل ضرورت حفظ محیط زیست از طریق کاهش مصرف منابع نفتی، کاهش انتشار فرمالدهید و استفاده از منابع طبیعی تجدیدپذیر مورد استقبال قرار گرفته اند. این چسب ها به دلیل هزینه کم، محتوای هیدروکسیل بالا و فرآورش آسان برای کاربرد در صنایع چوب و کاغذایده آلهستند. با این وجود، دوچالش اساسی چسب های پایه نشاسته، یعنی مقاومت کم در برابر آب و ماندگاریکوتاهمدت ناشی ازافزایش گرانروی را،می توان با اصلاح نشاسته به روش های مختلف بهبود بخشید. بدین منظور، می توان از راه کارهای مختلفی مانند اکسایش، استری کردن و پیوندزنی نشاسته و افزودن مواد شیمیایی، عوامل جفت زنی سیلانیو اتصال عرضی، نانوذرات و سطح فعال ها به چسب پایه نشاسته بهره برد.

این گزارش به نقل از یک دانشجوی تحصیات تکمیلی است که دوره دکتری را در پژوهشگاه شیمی فرهنگستان علوم چین سپری کرده است. روند تحصیات تکمیلی در بخش علوم ومواد پلیمر این گونه است که دانشجویان مقطع دکتری به مدت یکسال دوره جامع آموزشی رشته سال، 4پلیمر را می گذرانند و سپس دست کم به مدت پس از گذراندن فعالیت های پژوهشی در آزمایشگاه های خاص به طرح های مشخص با حمایت و اعتبار مالی می پردازند و پس از تکمیل فعالیت ها، با نوشتن رساله از آن دفاع می کنند. محیط علمی، آموزشی و پژوهشی مناسب در فرهنگستان علوم چین، زمینه انجام تحقیقات پیشرفته را با همکاری بین آزمایشگاهی دیگر مراکز پژوهشی فراهم کرده است. ارزیابی عملکرد فرهنگستان موید رضایت متقابل دانشجویان و استادان از فرایند های آموزشی و پژوهشی است