وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 583
  • بازدید ماه: 27,440
  • بازدید سال: 838,639
  • کل بازدیدکنند‌گان: 246,565
قیمت روز

آغازگر

بهبود رفتار الکترومکانیکی یک پلیمر انعطاف‌پذیر

 محققان بازده تولید الکتریسیته این ماده را تا ۶۰% بهبود دادند.

مواد پیزوالکتریک تنش مکانیکی را به الکتریسیته یا برعکس تبدیل می‌کنند و می‌توانند در حس‌گرها، محرک‌ها و بسیاری از کاربردهای دیگر مفید باشند. به گفته Qiming Zhang، استاد برجسته مهندسی برق، اما اجرای پیزوالکتریک در پلیمرها – موادی که از زنجیره های مولکولی تشکیل شده اند و معمولاً در پلاستیک‌ها، داروها و موارد دیگر استفاده می شوند – می‌تواند دشوار باشد.

Zhang و تیمی از محققان میان رشته‌ای به رهبری ایالت پنسیلوانیا، پلیمری با اثربخشی پیزوالکتریک قوی ساختند در حالی که منجر به ۶۰% تولید برق کارآمدتر نسبت به نسخه‌های قبلی شد. آن‌ها نتایج خود را ۲۵ March در Science منتشر کردند.

Zhang گفت: «در طول تاریخ، اتصال الکترومکانیکی پلیمرها بسیار کم بوده است. ما قصد داریم این امر را بهبود بخشیم زیرا نرمی نسبی پلیمرها آن‌ها را به گزینه‌های عالی برای محرک‌ها و حس‌گرهای نرم در زمینه‌های مختلف از جمله حس‌گر زیستی، رد‌یاب صوتی، عضلات مصنوعی و موارد دیگر تبدیل می‌کند.

برای تهیه این ماده، محققان عمداً ناخالصی‌‌های شیمیایی را به داخل پلیمر وارد کردند. این فرآیند که به عنوان دوپینگ شناخته می‌شود، به محققان اجازه می‌دهد که خواص یک ماده را برای ایجاد اثرات مطلوب تنظیم کنند – به شرط آن که آن‌ها آمار صحیح ناخالصی‌ها را جمع‌بندی کنند. افزودن بیش از حد کم از یک ماده ناخالص می‌تواند از اثر مطلوب ناشی از آغازگر جلوگیری کند، در حالی که افزودن بسیار بسیار می‌تواند ویژگی‌های ناخوشایندی را ایجاد کند که عمل‌کرد ماده را مختل می‌کند.

دوپینگ فاصله بین بارهای مثبت و منفی در اجزای ساختاری پلیمر را منحرف می‌کند. انحراف بارهای مخالف را از هم جدا می‌کند در حالی که به اجزا اجازه می‌دهد تا بار الکتریکی بیرونی را به طور مؤثرتری جمع کنند. به گفته Zhang، این تجمع انتقال الکتریسیته در پلیمر را افزایش می‌دهد، هنگامی که آن تغییر شکل می‌دهد.

برای تقویت اثر دوپینگ و اطمینان از هم‌سویی زنجیره‌های مولکولی، محققان پلیمر را تحت کشش قرار دادند. به گفته Zhang، این هم‌سویی، بیش‌تر از یک پاسخ الکترومکانیکی را ایجاد می‌کند نسبت به پلیمری با زنجیره‌هایی که به طور تصادفی هم‌سو شدند.

Zhang گفت: «بازده تولید الکتریسیته پلیمر بسیار افزایش یافته است. با این فرآیند، ما به بازدهی ۷۰% دست یافتیم — بهبودی چشم‌گیر نسبت به ۱۰% راندمان قبلی.

این عمل‌کرد الکترومکانیکی قوی، که بیش‌تر در مواد سرامیکی سفت رایج است، می‌تواند طیفی از کاربردها را برای پلیمر انعطاف‌پذیر فراهم کند. از آن جایی که پلیمر در برابر امواج صوتی مشابه آب و بافت‌های انسانی مقاومت نشان می‌دهد، می‌توان آن را برای استفاده در تصویربرداری پزشکی، هیدروفون‌های زیر آب یا حس‌گرهای فشار به کار برد. به گفته Zhang، پلیمرها نسبت به سرامیک‌ها مستعد سبک‌تر و قابل تنظیم‌تر نیز هستند، بنابراین این پلیمر می‌تواند فرصت‌هایی را برای بررسی بهبودها در تصویربرداری، روباتیک و موارد دیگر فراهم کند.

لینک خبر:

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220324143755.htm

Relaxor ferroelectric polymer exhibits ultrahigh

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

پلیمرهای دارای حافظه شکلی و رنگی: شبکه دینامیک بر پایه پلی (ε-کاپرولاکتون)

در یک مطالعه‌ اخیر منتشر شده در مجله Applied Materials Today، محققان چینی روشی آسان را برای ساخت مواد دارای حافظه رنگی و شکلی پاسخ‌گویِ چند منظوره هوشمند با استفاده از شبکه پلیمری دینامیک بر پایه پلی (ε-کاپرولاکتون) (PCL) ایجاد کردند که به صورت‌های خاص در سطح مقیاس ماکرو و مقیاس میکرو برنامه‌ریزی شد.

Untitledd

اثرات حافظه شکلی چند منظوره در یک شبکه پلیمری دینامیک برای تغییرات هم‌زمان در رنگ و شکل

محققان از دیسک‌های فشرده (CD) کم‌هزینه به ‌عنوان نانوساختار شبکه (grating) فوتونی استفاده کردند و آن را از طریق نانوچاپ و پیکربندی مجدد پلاستیک بر روی شبکه بر پایه PCL چاپ کردند تا به هر دو شکل‌دهی موقت و دائمی دست یابند.

از آنجایی که هر دو حالت مقیاس ماکرو و میکرو توسط یک محرک مولکولی واحد کنترل می‌شدند، با اعمال گرما، آن‌ها به طور هم‌زمان بهبود می‌یابند. بازیابی اشکال مقیاس میکرو نیز منجر به بازیابی رنگ شبکه پلیمری شد. این شبکه پلیمری دارای حافظه شکلی و رنگی می‌تواند برای رمزدار کردن اطلاعات و پلتفرم‌های انتقال استفاده شود.

مواد دارای حافظه شکلی و رنگی

مواد دارای حافظه شکلی (SMM) دسته‌ای از مواد هوشمند هستند که وقتی در معرض محرک‌های خارجی مانند گرما، نور، بار الکتریکی، میدان مغناطیسی و بسیاری موارد دیگر قرار می‌گیرند، به شکل اولیه خود باز می‌گردند. بنابراین، مناسب است برای گفتن این که آن‌ها می‌توانند اشکال اولیه خود را حفظ کنند. آن‌ها معمولاً در محرک‌های نرم بیونیک و روبات‌های قادر از لحاظ رفتارهای پاسخ‌گو استفاده می‌شوند. به طور کلی، دست‌یابی به یک رفتار پاسخ‌گو در یک ماده هوشمند آسان است، اما ساخت مواد پاسخ‌گویِ چند منظوره بدون تداخل پاسخ درونی چالش‌برانگیز است.

مواد تغییر رنگ‌ دهنده و دارای حافظه، ساختارهای فوتونی مصنوعی پیشرفته‌ را ایجاد کرده‌اند که الهام‌شان را از طبیعت می‌گیرند، مانند پوست آفتاب‌پرست و اختاپوس، بال‌های پروانه، اسکلت‌های بیرونی سوسک، و پرهای پرندگان با ساختارهای تناوبی منظم در محدوده طول موج نور مرئی.

روش‌های متداول مورد استفاده برای ساخت ساختارهای فوتونی شامل لیتوگرافی نانوچاپ، خودآرایی ذرات کلوئیدی، رسوب‌دهی شیمیایی، حکاکی (etching) الکتروشیمیایی و خودآرایی کریستال مایع کلستریک است. شبکه‌های پلیمر دارای حافظه شکلی (SMP) که نانوساختارهای فوتونی دارند، هم حافظه شکلی و هم حافظه رنگی را با معکوس کردن دوره زمانی نانوساختارهای فوتونی هنگامی که در معرض حلال، تحریک حرارت یا نیرو قرار گرفتند، نشان می‌دهند.

درباره مطالعه

در این مطالعه، محققان نانوساختار شبکه (grating) فوتونی یک CD خالی را از طریق نانوچاپ و پیکربندی مجدد پلاستیک بر روی شبکه پلیمری بر پایه PCL چاپ کردند. ابتدا آن‌ها PCL-diol را با پلیمریزاسیون مرسوم حلقه‌گشای ε-CL با استفاده از ۱،۴-بوتاندیول (BDO) به عنوان آغازگر و اکتوات قلع (Sn(Oct)2) به عنوان کاتالیزور سنتز کردند.

پس از آن، PCL-دی‌اکریلات (PCLDA) با ریخته‌گری (casting) محلولی از مخلوط PCL-diol ، ۱،۲- دی‌کلرواتان بدون آب، ۲-ایزوسیاناتواتیل آکریلات، و دی‌بوتیلین‌‌دیلاورات (DBTDL) سنتز شد. شبکه پلیمری NW-PCLDA- trimethylolpropane tris(3-mercapto propionate) (TMPMP)- diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN) (NPT x-D)  نهایی توسط قالب که مواد شیمیایی ذکر شده را خشک می‌کند، سنتز شد.

متعاقباً، سی‌دی‌های خالی به عنوان قالب‌های الگوی پراش برای حصول پایه ساختار فوتونی استفاده شد.

پیش‌پلیمر پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (PDMS) و یک اتصال‌دهنده عرضی مخلوط شد و روی پایه آماده شده ریخته شد و بعد از آن در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲ ساعت پخته شد و برای به دست آوردن قالب طرح‌دار PDMS، لایه برداری شد. در نهایت، ساختارهای فوتونی بر روی شبکه پلیمری NPTx-D با استفاده از یک الگوی PDMS طرح‌دار آماده شده در قالب فشاری داغ برنامه‌ریزی شدند.

Untitledg

(a)

  Schematic of the synthesis of the PCLDA cross-linked network

(b)

 Schematic illustration of the replica molding and nanoimprinting process (the microscale grating structure and corresponding macroscale colors (inset images) of the CD and SMP obtained by LSCM and digital camera, respectively, are indicated by red arrows)

مشاهدات

نتایج کالری‌متری روبشی تفاضلی (DSC) نشان داد پلیمر خطی PCLDA رفتار کریستالی و مذاب مورد انتظار را به ترتیب بین دمای تبلور و دمای ذوب در ۲۹/۶ و ۵۲ درجه سانتی‌گراد نشان داد. علاوه بر این، دمای تبلور و آنتالپی تبلور شبکه‌های NPTx-D با افزایش در محتوای اتصال‌دهنده عرضی TMPMP کاهش یافت زیرا نظم بخش PCL را به شدت قطع و از تبلور جلوگیری کرد.

پایه آلی خنثی شده، DNB، نرمی حرارتی را در شبکه اتصال عرضی القا کرد. آزمون آسودگی از تنش-کرنش ثابت نشان داد که تمام نمونه‌های NPTx-D سرعت آسودگی از تنش سریع‌تری را در دماهای پلاستیک حرارتی بالاتر نشان دادند، و عمل‌کرد آسودگی از تنش به شدت به درجه اتصال عرضی و مقدار اتصال‌دهنده عرضی TMPMP وابسته بود.

آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) نشان داد که مدول ذخیره به شدت کاهش یافت زمانی که دما از دمای ذوب بخش PCL عبور کرد. اما مدول ذخیره زمانی که دما به دلیل تبادل پیوندهای دینامیکی مجدد افزایش یافت، قدری کاهش یافت.

این مواد برای چاپ شدن در دماهای شبکه موقت و دائمی به ترتیب در ۷۰ و ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد آسان بودند. بلورینگی بخش PCL به عنوان یک نقطه تغییر مکان (switching) واحد برای هر دو سطح ماکرو مقیاس و حالت سطح مقیاس میکرومقیاس و رفتار حافظه رنگ شبکه پلیمری NPTx-D عمل کرد. همچنین، نرمی به طور مؤثری تحت شرایط مورد استفاده برای آزمایش‌های حافظه شکلی الاستیک سرکوب شد.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، محققان یک شبکه پلیمری دارای حافظه رنگی و شکلی هم‌زمان با استفاده از پلیمر PCL ایجاد کردند و الگوی حافظه شکلی-رنگی را با استفاده از CDهای ارزان‌قیمت ساده حاوی نانوساختارهای شبکه (grating) فوتونی بر روی شبکه پلیمری NPTx-D چاپ کردند. آن‌ها دریافتند که بلورینگی بخش PCL به عنوان یک نقطه switching واحد برای رفتار حافظه شکل و رنگ شبکه پلیمری عمل می‌کند. این پلیمر دارای حافظه شکلی و رنگی جدید پلیمری را می توان برای رمزگذاری اطلاعات و پلتفرم‌های انتقال استفاده کرد.

لینک خبر:

https://www.azom.com/news.aspx?newsID=57959

Multiscale shape-memory effects in a dynamic polymer network for

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

پلاستیک‌ها در صنعت بسته‌بندی-قسمت اول

هر بسته چهار وظیفه دارد که شامل موارد زیر است:

نگه داری: بسته باید مقدار معینی از محصول را تا حد ممکن به طور کارآمد نگه داری کند. این مقدار ممکن است بر حسب حجم، وزن یا تعداد واحدها اندازه‌گیری شود. کادربندی محکم بسته به منظور صرفه‌جویی و دوام مهم است.

حفاظت: بسته‌بندی باید محکم و به اندازه کافی بادوام باشد و از محتویات آن در برابر فاسد شدن، شکستگی، رطوبت و دست‌برد محافظت کند.

جابه‌جایی آسان: بسته باید جابه‌جایی محصول تا رسیدن به دست مصرف‌کننده نهایی را آسان کند. طراحی بسته‌بندی باید هزینه‌های نقل و انتقال و توزیع را به حداقل برساند. بسته‌بندی باید چنان طراحی شود که هر قسمت در سیستم را بتوان به آسانی چه به شکل ماشینی یا غیر ماشینی جابه‌جا کرد تا در بازار هدف قرار گیرد.

ارتقای فروش: بسته‌بندی باید روی ارتقای فروش محصول در کوتاه‌مدت و بلندمدت مؤثر باشد. هنگامی که یک بسته شرایط نگه‌داری، حفاظت و جابه‌جایی آسان را برآورده کند، می‌تواند یک فروشنده خوب برای محصول باشد.

پلاستیک‌ها در صنعت بسته‌بندی

در حال حاضر هیچ ماده‌ای را نمی‌توان حیاتی‌تر از مواد پلیمری یا به عبارتی پلاستیک‌ها برای این صنعت معرفی کرد. حدود ۴۰% از پلاستیک‌ها در صنعت بسته‌بندی به کار می‌روند.

Untitled

مصرف پلاستیک‌ها در بسته‌بندی مواد غذایی، دارویی و بهداشتی

مصرف و کاربرد پلاستیک‌ها در صنایع مختلف بسته‌بندی مواد غذایی؛ دارویی و بهداشتی روند رو به رشدی دارند. این مواد روی بهداشت و سلامت جامعه مؤثرند. ماده بسته‌بندی ایده‌آل ضمن دربرگرفتن و محفوظ داشتن محصول، فضای خنثی و مجزایی بین محصول و محیط ایجاد می‌کند. در واقع ماده بسته‌بندی خنثی، هیچ واکنشی با ماده غذایی یا بهداشتی بسته‌بندی شده ندارد.

در سطح مواد بسته‌بندی، پدیده مهاجرت مواد کمک فرآورش و مواد افزودنی از مواد در تماس با غذا مطرح می‌شود. با مطالعه سم‌شناسی روی افراد بررسی‌های اثر سمیت نشان داده است، به علت وقوع مهاجرت از مواد بسته‌بندی به درون غذا، بسته‌بندی می‌تواند به عنوان منبعی از آلودگی مطرح شود. از این رو مراجع قانون‌گذاری در جهان یه ضرورت کنترل چنین آلودگی‌هایی اقرار کرده‌اند. از سوی دیگر تشخیص، تجزیه و کنترل بسته‌بندی‌های پلاستیکی از جمله اندازه‌گیری مونومرهای فرار و باقی‌مانده و الیگومرها، تعیین مقدار مواد افزودنی، تعیین انواع مواد مهاجرت‌کننده، مواد جاذب سطحی، نفوذ گازها به داخل و تراوایی بخار آب از داخل ظرف بسته‌بندی ضروری است.

مواد افزودنی در پلاستیک‌های بسته‌بندی

پلیمرها موادی خنثی هستند و روی مواد غذایی اثر ندارند، ولی هنگام فرآورش یا شکل دهی برای بهبود خواص و افزایش عمر مصرف پلیمرها مواد شیمیایی متنوعی به آن‌ها افزوده می‌شود. به این مواد شیمیایی، مواد افزودنی می‌گویند. هر کدام از این مواد خواص ویژه ای دارند که بدون آن‌ها کاربرد مواد پلیمری عملی نخواهد بود.

مواد شیمیایی که در ساخت پلاستیک‌های بسته‌بندی استفاده می‌شوند به چهار دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  • مونومرها و آغازگرها
  • کاتالیزورها
  • حلال‌ها و واسطه‌های تعلیقی
  • مواد افزودنی
  • مواد افزودنی که پلیمرها را در برابر تجزیه و تخریب پایدار می‌کنند: ضداکسنده‌ها، پایدارکننده‌های نوری، پایدارکننده‌های گرمایی.
  • مواد افزودنی که فرآورش را آسان یا کنترل می‌کنند: روان‌کننده‌ها، کمک‌فرآورش‌ها.
  • مواد افزودنی که خواص جدید به پلیمرها می‌دهند: رنگ‌دانه‌ها، عوامل هسته‌زا، پرکننده‌ها، بازدارنده‌های اشتعال، عوامل ضد بار ساکن، نرم‌کننده‌ها. (جهت مطالعه بیش‌تر در این زمینه به مطالب قبلی سایت شرکت فراپلیمرشریف fara-ps.com رجوع فرمایید.)

یکی از کاربردهای وسیع پلاستیک‌ها در صنعت بسته‌بندی، استفاده از آن‌ها همراه با سایر مواد سنتی هم چون انواع فلز، شیشه و کاغذ به منظور ساخت محفظه‌های جدید است که موجب کاراتر، جذاب‌تر و اقتصادی شدن بسته‌بندی می‌شوند. لایه‌گذاری فیلم‌های پلی‌اتیلن یا فیلم‌های پلی‌پروپیلن آرایش‌یافته که از دو جهت کشیده شده‌اند، برای پاکت‌ها بسته‌بندی قهوه، یکی از تازه‌ترین تحولات در این زمینه است. پوشش‌های پلاستیکی برای قوطی‌های مقوایی و کارتن، جعبه، بطری‌های فلزی و شیشه‌های اسپری و اسفنج‌های مناسب برای تکیه‌گاه کف جعبه‌های به کار رفته در حمل و نقل در مسیرهای طولانی، نمونه‌های دیگری از این کاربردها هستند.

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com