ساخت نانوفیلم‌های منعطف با توانایی ذخیره سازی اطلاعات

مهر/ محققان پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران در تحقيقات آزمايشگاهي خود موفق به ساخت نانوفيلم‌هاي پليمري شفافي شده‌اند که از توانايي ذخيره سازي نوري اطلاعات برخوردار است. امروزه يکي از مرزهاي دانش پليمر در جهان، پيرامون ترکيبات هوشمند و به اصطلاح سيستم‌هاي تحريک-پاسخ قرار دارد. پليمرهاي هوشمند (intelligent)دسته‌اي از پليمرهاي سنتزي با خواص منحصر به فرد فيزيکي-شيميايي هستند که از زمان پيدايش، کاربردهاي بسياري را در زمينه هاي تخصصي و تجاري پيدا کرده‌اند. پليمرهاي پاسخگو به محرک (stimuli-responsive) و حساس به محيط (environmentally-sensitive) نام‌هاي ديگر اين دسته مواد هستند. در اين پليمرها، بر اثر قرارگيري در معرض يک محرک، تغييراتي برگشت پذير در ساختاري ماکروسکوپي، ابعادي، شيميائي يا فيزيکي صورت مي‌گيرد. پليمرهاي پاسخگو به محرک در منسوجات و وسايل پزشکي هوشمند، دستگاه‌هاي الکتروشيميايي، ماهيچه‌هاي مصنوعي و روباتيک، مواد حساس به گرما و نور،عملگرهاي ويژه در فضاپيماها و ديگر کاربردها قابل استفاده هستند. دکتر عليرضا مهدويان عضو هيأت علمي پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران- هدف اصلي اين پژوهش را کار روي مواد پيشرفته از قبيل پليمرهاي هوشمند حساس به نور با قابليت پاسخگوئي همزمان به چند محرک عنوان کرد و گفت: در اين راستا تلاش شده تا يک روش بسيار ساده براي وارد کردن پليمرهاي هوشمند فوتوکروميک به داخل ماتريس‌هاي پليمري و همچنين افزايش سرعت پاسخگويي اين ترکيبات درون ساختار پليمري ارائه شود. در نهايت پليمرهايي تهيه شده است که داراي قابليت تغيير رنگ در برابر نور فرابنفش-مرئي و همچنين حلال‌هايي با قطبيت متنوع هستند. به گفته‌ اين محقق، نانوفيلم‌هاي طراحي شده داراي کاربرد در زمينه‌ي ذخيره سازي نوري اطلاعات هستند. همچنين اين ساختارها توانايي پاک شوندگي و ذخيره سازي مجدد اطلاعات را نيز دارند. البته از ديگر کاربردهاي آن‌ها مي‌توان به استفاده در سيستم‌هاي ضدجعل مانند کاغذ و اسکناس، حسگرهاي تعيين قطبيت حلال يا محيط اطراف و ابزارهاي هوشمند اشاره کرد. مهدويان عنوان کرد: اين نانوفيلم‌ها در مقياس صنعتي مي‌توانند به عنوان جايگزيني براي روش‌هاي قديمي ذخيره سازي اطلاعات مانند ديسک‌هاي فشرده و نيز کاغذهاي ضد جعل قرار گيرند. البته اين موضوع هم اکنون در مقياس آزمايشگاهي در حال انجام است. وي در خصوص روش ساخت اين نانوفيلم‌ها گفت: به منظور ساخت اين نانو فيلم‌ها از روش پليمريزاسيون امولسيوني متداول در آب استفاده شده است. اين روش علاوه بر سهولت، سرعت پليمريزاسيون بالا، ويسکوزيته پايين و کنترل مورفولوژي، به علت عدم استفاده از حلال هاي شيميايي دوست دار محيط زيست نيز هست. مهدويان در خصوص تفاوت اين کار با پژوهش‌هاي گذشته عنوان کرد: بيشتر تحقيقات انجام شده در اين حوزه بر روي پليمرهاي سخت و شکننده است که اين موضوع کاربرد آن‌ها را محدود مي‌نمايد. در عين حال ويژگي‌هاي ذکر شده(سختي و شکنندگي) سرعت پاسخگوئي و برگشت پذيري را که از نکات کليدي و مهم در پليمرهاي هوشمند است، تحت تأثير قرار داده و کاهش مي‌دهد. وي ادامه داد: اين در حالي است که با بررسي‌هاي صورت گرفته در اين پژوهش، شرايطي فراهم گرديده که علاوه بر انعطاف مناسب فيلم‌هاي پليمري با کنترل دماي انتقال شيشه‌اي آن‌ها( که دامنه کاربرد را گسترش مي‌دهد)، سرعت پاسخگوئي و قابليت برگشت پذيري نيز به ميزان قابل ملاحظه‌اي بهبود يابد. در واقع ذرات پليمري فوتوکروميک مورد استفاده داراي ابعادي کمتر از ۱۰۰ نانومتر هستند و اين ابعاد کوچک به افزايش بازده پاسخ دهي در کنار محافظت از رنگ فوتوکروميک در مقابل تأثيرات مخرب محيطي و نيز فوتوکروميسم منفي منجر مي‌شود. به گفته وي، سرعت بالاي پاسخگويي اين فيلم‌ها، به همراه برگشت پذيري و انعطاف مناسب، از مهم‌ترين ويژگي‌هاي آن‌ها محسوب مي‌شود؛ در اين طرح، از آزمون‌هاي جذب نور فرابنفش و همچنين ميکروسکوپ الکتروني روبشي براي بررسي خواص اين نانوساختارها استفاده شده است. اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي محمد حسين شريفيان- کارشناس ارشد علوم و تکنولوژي پليمر- دکتر عليرضا مهدويان و دکتر حميد صالحي مبارکه- اعضاي هيأت علمي پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران- است. نتايج اين کار در مجله‌ي Langmuir با ضريب تأثير ۳/۸۳۳ (جلد ۳۳، سال ۲۰۱۷، صفحات ۸۰۲۳ تا ۸۰۳۱) منتشر شده است. همراهان عزيز، آخرين خبر را بر روي بسترهاي زير دنبال کنيد: آخرين خبر در تلگرام https://t.me/akharinkhabar آخرين خبر در ويسپي http://wispi.me/channel/akharinkhabar آخرين خبر در سروش http://sapp.ir/akharinkhabar آخرين خبر در گپ https://gap.im/akharinkhabar