پلیمرهای خودترمیم بر پایه برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان میان سیکلودکسترین و انواع مختلف مولکول‌های مهمان

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 زنجان، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، دانشکده شیمی، صندوق پستی 1159-45195

2 هیات علمی/دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان

چکیده

پلیمرهای خودترمیم، پلیمرهایی هستند که پس از ایجاد شکاف یا ترک بهبود می‌یابند. این خاصیت، باعث افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود. فرایند انتشار ریزترک‌ها در سازه‌های پلیمری ممکن است به ایجاد ترک‌های بزرگ و در نهایت شکست سازه‌ها منجر شود. در نتیجه، خاصیت خودترمیمی یکی از گسترده‌ترین زمینه‌های پژوهشی مواد پلیمری است که موجب ترمیم ریزترک‌ها می‌شود و از شکست سازه‌های پلیمری جلوگیری می‌کند. بدین دلیل، توجه بسیاری از پژوهشگران را جلب کرده است. سازوکار خودترمیمی در این پلیمرها، شکستن پیوند برگشت‌پذیر و اصلاح آن است. معمولاً اعمال محرک خارجی برای انجام اصلاح پیوند و فرایند خودترمیمی ضروری است. پارامترهای اساسی مؤثر بر فرایند خودترمیمی شامل کارایی بهبود (نسبتی از خواص مکانیکی پیش و پس از بهبود)، سرعت و زمان بهبود و زمان انبارش (مدت زمانی که بخش‌های شکسته‌شده هنوز خاصیت خودترمیمی نشان می‌دهند) هستند. خودترمیمی بر پایه برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان زمانی رخ می‌دهد که دو یا چند قطعه شیمیایی با هم برهم‌کنش غیرکووالانسی دهند. به‌طوری که یک تکه مولکول (مهمان) به‌طور فیزیکی وارد تکه دیگر (میزبان) شده و اتصالات میزبان-مهمان برگشت‌پذیر ایجاد می‌شود و ترمیم رخ می‌دهد. سیکلودکسترین‌ها از جمله موادی هستند که قابلیت ایجاد برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان با مولکول‌های آب‌گریز را دارند. سیکلودکسترین‌ها به‌دلیل زیست‌سازگاری، حل‌پذیری مناسب و قابلیت اصلاح سطح شیمیایی برای تهیه برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان مناسب هستند. در این مقاله ویژگی‌ها، سازوکار و روش‌های مختلف تهیه هیدروژل‌های خودترمیم بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Self-Healing Polymers Based on Host-Guest Interactions Between Cyclodextrin and Different Types of Guest Molecules

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Mohamadhoseini 1
  • Zahra Mohamadnia 2
1 Department of Chemistry, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), P.O. Box 45195-1159, Zanjan, Iran
2 Academic Staff, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)
چکیده [English]

Self-healing polymers can spontaneously repair cracks or fractures themselves that
this property increases their service life. Propagation of the microcracks in polymer
structures may leads to material failure, so the research on self-healing polymeric materials
have attracted significant attention. The fundamental mechanism for self-healing polymeric
materials involves reversible damage-restoring bonds. Usually external stimuli is required
to repair the damaged bonds and self-healing process. There is a number of influential
parameters on self-healing behaviors, including healing efficiency (a ratio of mechanical
property measured after and before healing), healing rate, healing times at the same fracture
point, and storage time (after which the broken parts still show the healing property). Hostguest
interactions occur when two or more chemical species interact with each other via
non-covalent bonds. In supramolecular host-guest interactions, one moiety (the guest)
is physically inserted to another moiety (the host) and is held together by non-covalent
interactions. Since the interactions are reversible, polymer networks constructed by such
interactions can exhibit self-healing properties. Cyclodextrins are suitable resources for
preparation of the host-guest interactions because of their biocompatibility, good solubility
and the ability for chemical surface modification. The purpose of this paper is to investigate
the characteristics, mechanisms and different methods for synthesis of self-healing polymer
hydrogels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Self-Healing
  • Interaction
  • Host-guest
  • Cyclodextrin
  • Hydrogel