پلیمرهای خود ترمیم شونده

[hanieh ashtabi]

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه_مهندسی پلیمر:

  پلیمر های خود ترمیم شونده.pdf (اندازه: 1.76 MB / تعداد دفعات دریافت: 6)

مقدمه

مواد خود ترمیم شونده، شاید بتوان گفت مهم ترین مبحث در مورد پلیمر ها در دهه ی اخیر هستند که به صورت رسمی در قرن بیست و یکم شناخته شدند و اولین کنفرانس بین امللی مربوط به این مواد در سال 2007 برگزار شد.برای درک واژه ی خودترمیمی بهترین مثال بدن انسان است.مثلا در هنگام زخم بدن انسان به خودی خود،خود را ترمیم می کند.این نوع خود ترمیم،ذاتی می باشد. در زمان حال تحقيقات نويني در اين زمينه انجام شده است كه دانشمندان توانسته اند نوع خاصي از پلاستيك را به نام پليمر ابرمولكول فلزي توليد كنند كه با تابش نور ليزر به آن، خود را ترميم مي كند .بر خلاف پليمرهاي معمولي مثل پلي استايرن كه ليوان هاي موجود در ماشين هاي خودكار فروش قهوه و... از آن ساخته شده، يا پلي كربنات شفافي كه روي سي دي ها چاپ مي شوند، پيوند بين مولكول هاي پليمرهاي پلاستيكي جديد از نوع كووالانسي كه اتم ها، الكترون به اشتراك مي گذارند نيست. در عوض، بخش هاي اصلي ماكاروني مانند اين مواد، به گروه هاي ليگاند منتهي مي شوند كه براي پيوند يوني، تمايل به اتصال به گروه هايي با هسته آزاد روي دارند. وقتي پرتوهاي فرابنفش به اين گروه هاي روي برخورد ميكند، آن ها انرژي را جذب كرده و به گرما تبديل مي كنند؛ اين گرما، همان انرژي مورد نياز براي عمليات خود-ترميمي است وقتي در يك ماده ترك يا انواع ديگر آسيب در سطح ميكروني بوجود مي آيد باعث مي شود كه خواص حرارتي,الكتريكي و آكوستكي آن ماده دچار تغيير شده و در نهايت به شكست يا فروپاشي آن ماده منجر مي شود(از طریق مکانیسم تمرکز تنش).معمولا براي ترميم ترك ها از روش هاي دستي استفاده مي شود كه در دقت هاي بالاتر رضايت بخش نبوده و ايجاد مشكل مي كند چون امكان دارد ترك هايي در ماده ما وجود داشته باشد كه نشود شناسايي كرد. موادی(پليمر ها,سراميك ها و ...) كه بتوانند بصورت ذاتي خودشان را در برابر آسيب هاي عادي كه در طول استفاده بوجود مي آيند ترميم كنند باعث پايين آمدن هزينه فرايند هاي صنعتي و طول عمر بيشتر آن ها و كاهش ناكارآمدي سيستم در طول زمان مي شوند. براي آنكه ماده اي به عنوان يك خود ترميم شونده معرفي شود ضروري است که فرایند ترمیم و بهبود بدون دخالت انسان انجام گیرد. سامانه های خود ترمیمی از نظر سازوکار خود ترمیمی به دو دسته ی زیر تقسیم می شوند:

·[font=Times New Roman]       [/font]ترمیم خودکار،خود به خود،طبیعی یا خودکار بدون دخالت هر گونه عامل خارجی

·[font=Times New Roman]       [/font]ترمیم غیر خودکار،مصنوعی یا خودفرمان که نیازمند دخالت انسان یا محرک خارجی است

در مواد خودترمیم خودکار، پتانسیل شیمیایی یا عامل ترمیم که  به طور  خود به خود پس از وقوع آسیب منتشر میشود، موجب بهبود خواص در برابر آسیب یا تخریب می شود. از سوی دیگر، مواد با قابلیت خودترمیمی غیرخودکار نیازمند وجود عامل یا محرک خارجی (مکانیکی، شیمیایی، نوری و گرمایی) هستند.