آهن رباهای پلاستیکی در ابعاد نانو

با توجه به وجود بازار رقابتی و روبه رشد فناوری ، بخصوص در عرصه نانو ، لازم است عرضه محصولات پتروشیمی هم همگام با فناوری روز انجام شود.

کد خبر: ۱۲۳۱۹۳

در این میان ، نانو کامپوزیت های پلیمری به عنوان یکی از شاخه های این فناوری جدید، اهمیت بسیاری یافته اند و یکی از شاخه های تحقیقاتی فعال به شمار می آیند.
در این خصوص ، یکی از محققان پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران برای نخستین بار در کشور موفق به ساخت نوعی پلیمر با خاصیت مغناطیسی شده است.
این نانو کامپوزیت با ساختار ویژه اش می تواند در صنایع پزشکی از جمله دارورسانی هدفمند در سرطان های مختلف و هدایت به نقطه مورد نظر، به کار رود و علاوه بر کاستن عوارض جانبی دارو، بر تاثیرگذاری آن هم بیفزاید.
این نانوکامپوزیت های مغناطیسی کاربردهای فراوان دیگری در تمام شاخه ها از زیست فناوری و پزشکی تا صنایع و میکروالکترونیکی هم دارند.

در مطالعه ای که طی 2 سال گذشته در امریکا صورت گرفت ، نظرات حدود 2000 بزرگسال و کودک ، بررسی و این نتیجه حاصل شد که هر چند کلمات نانو و فناوری نانو در جامعه علمی بوفور یافت می شود، اما عموم مردم هنوز نسبت به این کلمات و معنای آنها ناآگاه هستند. وقتی پرسیده می شود کوچکترین چیزی که می توانید ببینید، چیست؛ همه به طور قابل توجهی به اشیای ماکروسکوپی اشاره می کنند و چیزی در محیط اطرافشان را برمی گزینند؛ اما حقیقت آن است که فناوری نانو، واژه ای است کلی که به تمام فناوری های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می شود. معمولا منظور از مقیاس نانو، ابعادی در حدود 1nm تا 100nm است . (یک نانومتر یک میلیاردیم متر است). اولین جرقه فناوری نانو سال 1959 زده شد. در این سال ، ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی با عنوان فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد، ایده فناوری نانو را مطرح کرد. وی این نظریه را ارائه کرد که در آینده ای نزدیک می توانیم ملکول ها و اتمها را به صورت مستقیم دستکاری کنیم . واژه فناوری نانو اولین بار به وسیله نوریوتاینگوچی ، استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر است ، به کار برد. سال 1986 این واژه به وسیله کی اریک درکسلر در کتابی با عنوان موتور آفرینش : آغاز دوران فناوری نانو ، بازآفرینی و تعریف مجدد شد. وی این واژه را به شکل عمیق تری در رساله دکتری خود مورد بررسی قرار داد و بعدها آن را در کتابی با عنوان نانو سیستم ها ماشین های ملکولی ، چگونگی ساخت و محاسبات آنها توسعه داد.

پلیمری با خواص آهن ربایی

کار روی نانوکامپوزیت های پلیمری با خصلت مغناطیسی بر خلاف سیالات مغناطیسی (Ferrofluid) که قدمتی طولانی تر دارند، از سال 2000به بعد شدت گرفته است. عمده کارهای انجام گرفته در این زمینه به چند کشور محدود می شود: تیمهای تحقیقاتی در انستیتوی کلوئیدها و علوم بین سطحی ماکس پلانک آلمان که روشهای مختلفی برای تهیه این ترکیبات توسعه داده اند، همچنین در دانشگاه سی چوآن چین علاوه بر توسعه روشهای جدید تولید، انواع نانوذرات معدنی و پلیمرهای مختلفی را برای تهیه این ترکیبات آزموده اند. گزارش های دیگری هم از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی دیگر مانند اسپانیا، امریکا و... درباره سنتز این ترکیبات منتشر شده است . به عنوان مثال ، گروهی در دانشگاه کیونگبوک کره جنوبی با استفاده از یک پلیمر ویژه به عنوان عامل کنتراست تصاویر ام.آر.آی ، نانوذرات مگنتیت را کپسوله کرده اند.

تولید نانوپلیمری صنعتی

به گفته مهندس محسن اشجاری ، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ، در این طرح پژوهشی از کوپلیمر استایرن - بوتیل اکریلات استفاده شده است تا بتوان از محصول نانوکامپوزیت نهایی فیلم مغناطیسی با خاصیت ارتجاعی (کشسانی) تهیه کرد. همچنین با کنترل شرایط ، واکنش تهیه ذرات نانوکامپوزیت مغناطیسی در مقیاس نانو (100-150 نانومتر) با موفقیت صورت گرفته است .این طرح با راهنمایی دکتر علیرضا مهدویان به مدت یک سال (1384-1385) به طول انجامید. در نهایت از محصول نانوکامپوزیت ، فیلم ارتجاعی (کشسانی) با خاصیت مغناطیسی ، همچنین لاتکس با خاصیت مغناطیسی تهیه شد.اشجاری قسمت اعظم این طرح را به بررسی خواص مغناطیسی فیلمهای پلیمری تهیه شده معطوف می داند و می افزاید: در اینجا به روش پلیمریزاسیون مینی امولسیونی بدون استفاده از آغازگر شیمیایی ، نانوکامپوزیت های هیبریدی با ساختار هسته - پوسته (Core-Shell) تهیه شده است که محصول واکنش به صورت لاتکس قهوه ای پایداری است که در نهایت از آن فیلم مغناطیسی تهیه می شود. با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورفولوژی هسته - پوسته و ابعاد نانومتری ذرات لاتکس تایید شدند. برای تولید این ترکیبات از سیستم های مخلوط سورفاکتانت ها و پایدارکننده ها استفاده شد تا پایداری فازهای آلی و آبی فراهم شود. همچنین از الئیک اسید به عنوان ترکیب اصلاح کننده سطح نانوذرات معدنی استفاده شد. برای انجام پلیمریزاسیون مینی امولسیونی نیز از امواج التراسونیک (فراصوتی) بهره برده شد.

ظهور نانوپلیمرها در تمام صنایع

هدف اصلی در این طرح ، دستیابی به دانش فنی تهیه این ترکیبات بوده است . باتوجه به کسب این موفقیت ، بسته به نیاز و کاربردهای ویژه مورد تقاضا می توان انواع مختلفی از این نانوکامپوزیت ها را تهیه کرد؛ به عنوان مثال در پزشکی و زیست فناوری می توان از پلیمرهای زیست سازگار برای کپسوله کردن مگنتیت استفاده و سپس داروی مورد نیاز را روی این حاملهای مغناطیسی بارگذاری کرد و به صورت هدفمند به سایتهای ویژه ای در بدن موجود زنده فرستاد. خواص ممان مغناطیسی ، تغییر شکل در میدان مغناطیسی ، اثر ضربه گیری و انتقال حرارت از جمله خواص نانوکامپوزیت ها و لاتکس های مغناطیسی تهیه شده با این روش هستند. کاربردهای فراوانی برای نانوکامپوزیت های مغناطیسی از زیست فناوری و پزشکی تا صنایع و میکروالکترونیک وجود دارد: وسایل نوری مغناطیسی ، درزگیرها ، قطعات الکتریکی انواع حسگرها، عامل وضوح تصویر ام.آر.آی ، سم زدایی از سیالات بیولوژیکی ، جداسازی های مغناطیسی ، حاملهای مغناطیسی برای دارورسانی کنترل شده و هدفمند، تنها بخشی از کاربردهای این نانوکامپوزیت های مغناطیسی هستند.به گفته اشجاری ، این طرح با حمایت مالی ستاد فناوری نانو وابسته به ریاست جمهوری و همچنین پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران انجام شده است .وی در پایان می افزاید: ما در این طرح موفق به تهیه این دسته از ترکیبات در مقیاس آزمایشگاهی شده ایم ، در حالی که هیچیک از کشورهای جهان هم تاکنون در مقیاس صنعتی این دسته از ترکیبات را تولید و به بازار عرضه نکرده اند.نتایج این طرح به صورت 2 مقاله در کنفرانس های ملی و بین المللی به چاپ رسیده و نیز 2 مقاله پژوهشی از آن در مجلات معتبر ISI پذیرفته شده است.

ایران در راه نانو

ایران در پایان سال 2006 ، با چاپ 250 مقاله علمی در حوزه فناوری نانو در مجلات معتبر ISI با 100درصد رشد و 4پله صعود نسبت به سال 2005به رتبه سی و دوم میان کشورهای جهان دست یافت . براساس آمار موسسه اطلاعات علمی (ISI) ، کشور ما با افزایش مقالات خود از 125 مقاله در سال 2005 به 250مورد در سال 2006 توانسته است با پشت سر گذاشتن ترکیه (با 245 مقاله) به رتبه سی و دوم جهان و رتبه اول جهان اسلام دست یابد؛ همچنین با افزایش کیفیت مقالات خود در سال 2005 توانسته است از نظر تعداد ارجاعات ، جایگاه نخست میان کشورهای اسلامی و رتبه 22 جهان را کسب کند. گفتنی است براساس راهبرد 10 ساله توسعه فناوری نانو در جمهوری اسلامی ایران که مرداد ماه سال گذشته با عنوان راهبرد آینده به تصویب هیات وزیران رسیده است ، ایران باید تا سال 1393 جزو 15 کشور اول دنیا در فناوری نانو باشد.