پلیمرهای مصنوعی حافظه دار چیست؟ + کاربردها

پلیمر یک نوع مولکول بزرگ است که از تعداد زیادی واحد تکرارشونده تشکیل شده است. در واقع واژه پلیمر از از دو واژه یونانی «Poly» به معنای چند و «Mer» به معنی جزء تشکیل شده است. معادل فارسی کلمه پلیمر نیز از دو بخش «بس» به معنی بسیار و پار به معنی جزء تشکیل شده است. پلیمر ها کاربرد فراوانی در صنایع مختلف از قبیل غذایی، حمل و نقل، نساجی، خودروسازی، الکترونیک، پزشکی، عمران، نظامی و ساختمان دارند. در واقع هر واحد تکرارشونده یک «مر» هست و ترکیب «پلی» با معنی چندین به همراه کلمه «مر» موجب به وجود آمدن کلمه “پلیمر” به معنای تعداد زیاد واحد تکرارشونده می شود.

انواع پلیمر

پلیمرها را از لحاظ نحوه تشکیل شدن به دو گروه طبیعی و مصنوعی تقسیم بندی می کنند. مواد پلیمری مصنوعی شامل مجموعه ای ازمواد از قبیل پلاستیک‌ها، لاستیک‌ها، چسب‌ها، رنگ‌ها، فوم‌ها، رزین‌ها و بسیاری  از مواددیگر است که در زندگی روزمره کاربرد دارند. این مواد در قرن بیستم وارد زندگی بشر شده و موجب تغییرات گسترده ای در پیشرفت تکنولوژی و تغییر سبک زندگی بشر شده است. پلیمرهای طبیعی که به وفور در طبیعت یافت می شوند شامل نشاسته، سلولز، پروتئین و … می باشند.

امروزه نسل جدیدی از پلیمرهای مصنوعی حافظه دار (shape memory) به بازار عرضه شده است. پلیمرهای حافظه دار به دسته ای از مواد پلیمری گفته می‌شود که قابلیت این را دارند که پس از ایجاد حالتی موقتی و یا تغییر شکل به حالت اصلی و دائمی خود بازگردند و این تغییر نیز توسط یک محرک خارجی همانند تغییرات دمایی و یا فشاری صورت می‌گیرد.

این پلیمر های هوشمند قادرند تا دو و یا سه شکل را حفظ کنند و تغییر شکل بین این حالت ها نیز توسط دما به وجود می آید. دیگر محرک هایی که می‌توانند چنین تغییر شکلی را به وجود آورند میدان های مغناطیسی، الکتریکی، فشار، نور و یا محلول ها هستند. پلیمرهای هوشمند همانند پلیمر های معمولی به صورت کلی می‌توانند دسته بزرگی از پلیمرهای پایدار تا تخریب پذیر، نرم تا سخت، انعطاف پذیر تا مستحکم را با توجه به واحدهای ساختاری و مواد تشکیل دهنده شامل شوند.

پلیمرهای یادشده شامل ترموپلاستیک ها و ترموست ها می شوند که در واقع مواد پلیمری هستند که از طریق پیوندهای عرضی کووالانسی به یکدیگر متصل شدند. این پلیمرها قادرند تا شکلهای متفاوتی را در حافظه خود حفظ کنند و این قابلیت را دارند که پس از اعمال فشار زیاد تا بیش از ۸۰۰ درصد به حالت اولیه خود باز گردند. امروزه پلیمرهای هوشمند کاربرد ویژه ای در پزشکی و صایع مهندسی پزشکی پیدا نموده اند.

کاربرد پلیمرهای حافظه دار

به عنوان نمونه از این پلیمرهای حافظه دار برای تولید استنت های گشاد کننده عروق قلبی استفاده می شود. و یا از پلی اوره تان های حافظه دار برای تولید البسه هوشمند استفاده می شود. از هیدروژل های هوشمند حساس به دما و یا فشار می توان برای تولید پایه داروهای خاص (drug delivery) نیز استفاده نمود.

هنگامی که دارو از طریق پیوندهای شیمیایی بر روی پلیمر هوشمند قرار می گیرد، پلیمر حامل دارو می تواند به صورت میکرو گوی درآید که پس از بلعیده شدن به سمت بافت های خاص حرکت کرده و بر روی سطح آنها جذب می شود. سیستم دارو رسانی با استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر این امکان را می دهد که غلظت دارو در طول یک دوره زمانی معین کنترل شود و علاوه بر این در داروی مورد نیاز برای التیام بافت مورد نظر کاهش یابد.

 شماتیک کاربرد پلیمرهای حافظه دار در صنایع مختلف

پلیمرهای مصنوعی در صنایع مختلف دیگر از قبیل هوا فضا نیز کاربرد گسترده ای یافته اند. امروزه به استفاده از کامپوزیت های پلیمری در صنایع هوافضا به دلیل وزن بسیار کم و استحکام سازهای مطلوب، توجه بسیاری شده است. همچنین این مواد، در برابر عوامل تحریک بیرونی، ایمنی بالاتری دارند و به خوبی از محتوای پوشانده شده خود محافظت میکنند.

به طور خلاصه میتوان اذعان نمود که به علت ویژگیهای خاص پلیمرهای سنتزی میتوان از آنها در صنایع مختلف استفاده نمود و با تغییر ساختاری در این پلیمرها کاربردهای جدید نیز برای انها ایجاد نمود.