کشف نوع جدیدی از پلیمرها

زمانی که شیمیدانی به نام ژانت گارسیا توده‌ای از ماده سفیدرنگ به اندازه آب‌نبات را از داخل بالون آزمایشگاهی که به تازگی استفاده کرده بود یافت، هیچ ایده‌ای در مورد ماده‌ای که ساخته بود نداشت. آن ماده به سختی به شیشه بالون چسبیده بود لذا از چکش برای جدا کردن آن استفاده کرد. اما زمانی که با چکش به ماده ضربه وارد کرد هیچ ترک و شکستی در آن به وجود نیامد. لذا با دیدن قدرت بالای آن دریافت که باید از ساخته خود سر در بیاورد.

کد خبر: ۱۱۸۶۷۲۴

تاریخ: ۱۰ آذر ۱۳۹۳ - ۱۳:۴۶

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) و به نقل از سیناپرس، گارسیا  دانشمند مرکز تحقیقات آی‌بی‌اِم-آلمادن است آن ماده را در اختیار گروهی از پژوهشگران همکارش قرار داد. آنها دریافتند که او به طور اتفاقی خانواده جدیدی از پلیمرهای گرماسخت، پلاستیک‌های فوق‌العاده قوی مورد استفاده در محدوده وسیعی از گوشی‌های هوشمند گرفته تا بال‌های هواپیما، را کشف کرده است. در حدود یک سوم پلیمرهای تولید شده در سال گرما‌سخت هستند اما بازیافت آنها دشوار است. این ماده جدید با نام مستعار تیتان، اولین گرما‌سخت صنعتی مستحکم و قابل بازیافت است.

برخلاف گرماسخت‌های موجود تقریبا قالب ریزی مجدد آنها غیر ممکن است،‌پلیمر جدید می‌تواند توسط واکنش شیمیایی بازسازی شود.

تقاضای جهانی برای پلاستیک بادوام قابل بازیافت روزبه‌روز بیشتر خواهد شد. برای مثال در سال ۲۰۱۵، کشورهای اروپایی و ژاپن ۹۵ درصد از قسمت‌های خودرو را با مواد قابل بازیافت خواهند ساخت و این ماده می‌تواند جوابگوی نیاز آنها باشد.

پژوهشگران معتقدند در نهایت گرماسخت جدید از بین سایر گرماسخت‌ها کاربردهای وسیع‌تری چون پوشش‌های ضدمیکربی و ضدخورگی، تحویل دارو، چسب‌ها، چاپگر سه بعدی و تصفیه آب خواهد یافت.

تیتان هم‌نوع دیگری هم دارد. گارسیا و همکارانش نوع دیگری از این ماده را کشف کردند. این ماده جدید ژله مانند که هیدرو نام گرفت در دماهای پایین‌تر تشکیل می‌شود و قادر است خودش را ترمیم کند. به طوری که اگر از وسط بریده شود و تکه بریده شده سر جایش گذاشته شود به سرعت پیوند می‌خورد. این ماده جدید در ساخت چسب یا رنگ خود‌ترمیم می‌تواند استفاده شود. آنها ادعا می‌کنند که ترکیبات دیگری از این ماده در راه است و این تنها یک پلیمر جدید نیست بلکه یک واکنش جدید تولیدکننده پلیمر است.

پلیمر یا بسپار

از به هم پیوستن واحدهای کوچک تکرار شونده به نام تکپار یا مونومر ماده‌ای دارای مولکول‌های بزرگ‌تر به وجود می‌آید که پلیمر گفته می‌شوند. اکثر مواد اساسی چون پروتئین، چوب، لاستیک خام یا کائوچو و رزین‌ها و بسیاری از مواد مصنوعی مانند پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی (نایلون، ریون و… )، چسب‌ها، شیشه و چینی مواد پلیمری هستند.

بسپارها به دو دسته بسپارهای طبیعی و بسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. البته آنها را به روش های دیگری از جمله ساختار نیز دسته بندی می‌کنند.

پلیمرها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم‌ها و گرماسختها تقسیم می‌شوند. گرمانرم‌ها، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسخت‌ها، در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می‌شوند.

پلیمرها به دلیل ویژگی‌هایشان جایگاه متمایزی در علم شیمی دارند. استحکام این ماده بستگی به تعداد منومرها یعنی طول زنجیر آن‌ها، گروه‌های جانبی، اتصالات عرضی و شاخه‌هایش دارد که در صورتیکه تنها از یک نوع منومر تشکیل شده باشد به آن هموپلیمر گویند و وجود بیش از یک منومر در زنجیر پلیمر آن را به یک کوپلیمرتبدیل می‌کند. پلیمرها قابلیت رنگ‌پذیری بالایی دارند به همین دلیل می‌توان آن‌ها را در رنگ‌های مختلف یافت و به دلیل ساختار کریستالی که دارند از استحکام بالایی نیز برخوردار هستند.