المپياد جهاني شيمي
 پلیمر هیبریدی: عضله ی مصنوعی
پلیمر هیبریدی: عضله ی مصنوعیزنگ تفريح شيمي
یک نوع کاملاً جدید از پلیمرها به منظور بلند کردن وزنه‌ها و انقباض و انبساط مانند ماهیچه‌ها طراحی شده است.

 

 این ماده پتانسیل انجام کارهای بسیار دیگری را نیز دارد، مانند دارورسانی و حتی تعمیر و بازسازی خود. این قابلیت‌های جدید نتیجه‌ی ترکیب دو جزء سخت و نرم با خواص کاملاً متفاوت است که به شکلی خاص در این ماده آرایش یافته‌اند.

 

این پلیمر هیبریدی (ترکیبی) به طرزی هوشمندانه دو نوع پلیمر شناخته شده را با هم ترکیب کرده است: پلیمرهایی با پیوندهای کووالانسی قوی و پلیمرهایی با پیوندهای غیر کووالانسی ضعیف. این پلیمر ترکیبی شامل دو جزء است و شیمی‌دان‌ها و دانشمندان علم مواد می‌توانند از ویژگی‌های آن بهره ببرند.

 

 

 

 

به گفته‌ی Samuel I. Stupp استاد و مدیر موسسه‌ی بایونانوتکنولوژی Simpson Querrey دانشگاه Northwestern، این کشف می‌تواند دنیای پلیمرها را دگرگون کند و آغازگر فصل سوم در این حوزه باشد: فصل پلیمرهای هیبریدی. فصل اول دنیای پلیمرها دوره‌ی پلیمرهای بسیار پر کاربرد دارای پیوند کووالانسی است و پس از آن دوره‌ی پلیمرهای ابرمولکولی. در این باره Stupp توضیح می‌دهد: «ما می‌توانیم مواد فعال و دارای عکس‌العملی تولید کنیم که قبلاً شناخته شده نبودند. این کار را می‌توانیم با بهره بردن از پلیمرهای دارای پیوند ضعیف غیر کووالانسی که مانند چیزهای زنده بسیار پویا و دینامیک هستند انجام دهیم. برخی از انواع این پلیمرها که اکنون در حال تولید هستند مانند عضلات مصنوعی عمل می‌کنند.»

 

 

 

 

پلیمرها خواص و توانایی‌های خود را از ساختارشان در ابعاد نانو به دست می‌آورند. اسکلت محکم کووالانس اولین پلیمر هیبریدی ساخته شده توسط Stupp سطح مقطعی به شکل یک ستاره‌ی نینجا – یک مرکز سخت با بازوهایی خارج شده از آن - دارد. در میان این بازوها ماده‌ی دارای حالت زنده که نرم‌تر است قرار می‌گیرد. (تصویر شروع خبر)

 

این منطقه دارای توانایی تحرک، شارژ شدن و غیره را دارد که می‌توان از این توانایی‌ها در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده کرد. Stupp می‌گوید: «جذابیت شیمی پلیمرهای ترکیبی در این است که رشد دو نوع پلیمر به طور همزمان ساختاری را ایجاد می‌کند که کاملاً متفاوت از هر دو پلیمر است. من پیش‌بینی می‌کنم که این ماده در دارورسانی کاربرد فراوانی خواهد داشت.»

 

 

 

 

تیم تحقیقاتی Stupp همچنین کشف کرده‌اند که پلیمریزاسیون کووالانسی که تشکیل این اجزای سخت را می‌دهد توسط پلیمریزاسیون ابرمولکولی کاتالیز می‌شود و بدین ترتیب وزن‌های مولکولی بسیار بالاتری قابل دستیابی هستند

 

جزء قوی دارای پیوند کووالانسی اسکلت ماده را تشکیل می‌دهد و جزء ابرمولکولی با پیوند ضعیف با توجه به کاربرد خاص عمل می‌کند. در صورت اتمام این جزء می‌توان با اضافه کردن مولکول‌های کوچک جدید آن را بازسازی کرد. پس از پلیمریزاسیون همزمان پیوندهای کووالانسی و غیر کووالانسی، دو جزء به هم متصل می‌شوند و تشکیل یک فیلامنت استوانه‌ای بسیار طولانی را می‌دهند.

 

 

 

برای درک بهتر شیمی این مواد هیبریدی، Stupp و همکارانش با George C. Schatz استاد شیمی دانشگاه Northwestern کار کردند. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری Schatz نشان داد که دو جزء این پلیمر به خوبی توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل هستند. این پیوندها قابل شکستن‌اند.

 

به گفته‌ی Andy Lovinger: «این یک دستاورد قابل توجه در ساخت پلیمرها به روشی کاملاً جدید، یعنی کنترل همزمان سینتیک و روند پلیمریزاسیون است. ما هنوز در ابتدای این مسیر هستیم. با ادامه‌ی تحقیقات می‌توانیم به موادی با خواص منحصر به فرد از جمله جداسازی و سوار شدن مجدد توسط خود ماده دست پیدا کنیم که کاربردهای فراوانی خواهند داشت.»


منبع: 


Northwestern.edu

Science

Futurity


منابع مفید:

 

تاریخچه پلیمرها 

پلیمر چیست؟

پیوند شیمیایی جدید!

پیوند هیدروژنی

پیوند کووالانسی


پیوند هیدروژنی - ویکی پدیا

دارو رسانی - ویکی پدیا

ماهیچه مصنوعی - ویکی پدیا

Hybrid Material- WIKI

Molar Mass Distribution - WIKI

Science

1394/7/15لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  5117
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  5117