مطالعه و بررسی پلیمر‌های خود‌ترمیم‌شونده بر پایه‌ی 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 خود‌ترمیم‌شونده پلیمر‌هایی هستند که بعد از ایجاد شکاف یا ترک بهبود می‌یابند و این خاصیت باعث افزایش طول عمر آنها می‌شود. فرایند انتشار ریز ترک‌ها در سازه های پلیمری ممکن است منجر به ایجاد ترک‌های بزرگ و در نهایت شکست سازه‌ها شود، درنتیجه خاصیت خودترمیمی یکی از بیشترین موارد مورد تحقیق مواد پلیمری است که موجب ترمیم ریز ترک‌ها می‌شود و از شکست سازه‌های پلیمری جلوگیری می‌کند، به همین دلیل توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. مکانیزم خودترمیمی در این پلیمر‌ها، شکستن پیوند برگشت‌پذیر و اصلاح آن است. معمولاً اعمال محرکی خارجی برای انجام اصلاح پیوند و فرایند خود‌ترمیمی ضروری است. پارامتر‌های اساسی مؤثر بر فرایند خود‌ترمیمی شامل کارایی بهبود (نسبتی از خواص مکانیکی قبل و بعد از بهبود)، سرعت بهبود، زمان بهبود و زمان ذخیره ای (مدت زمانی که بخش های شکسته شده هنوز خاصیت خودترمیمی نشان می‌دهند) هستند. خود‌ترمیمی بر پایه‌ی برهمکنش های میزبان-مهمان زمانی رخ می‌دهد که دو یا چند قطعه‌ی شیمیایی با هم برهمکنش غیر-کووالانسی دهند طوری که یک قطعه (مهمان) به‌طور فیزیکی وارد قطعه‌ی دیگر(میزبان) می‌شود و اتصالات میزبان-مهمان برگشت‌پذیر ایجاد می‌گردد و ترمیم رخ می‌دهد. سیکلودکسترین‌ها از جمله موادی هستند که توانایی ایجاد برهم‌کنش های میزبان-مهمان با مولکول‌های آب‌گریز را دارند. سیکلودکسترین‌ها به‌دلیل زیست سازگاری، حلالیت مناسب و قابلیت اصلاح سطح شیمیایی برای تهیه‌ی برهمکنش‌های میزبان-مهمان مناسب هستند. در این مقاله به بررسی خصوصیات، مکانیسم و روش‌های مختلف تهیه هیدروژل‌های خودترمیم شونده پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study and investigation of 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 materials 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). Host-guest 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