حلال های بسیار اوتکتیک (DES) جایگزین مایعات یونی (ILs) هستند. این حلال ها ترکیباتی زیست تخریب پذیر، غیرسمی یا با سمیت کم هستند که با روش آسان به دست می آیند. آن ها معمولا با کمپلکس شدن یک پذیرنده پیوند هیدروژنی (HBA) با یک دهنده پیوند هیدروژنی (HBD) تهیه می شوند که مخلوط بسیار اوتکتیک تشکیل می دهند. دمای ذوب این مخلوط از دمای ذوب هر یک از اجزای تشکیل دهنده آن بسیار کمتر است. کشف حلال های بسیار اوتکتیک طبیعی (NADES) استفاده از آن ها را به عنوان جایگزین حلال های آلی معمول، که ذاتا سمی و بسیار فرارند، سرعت بخشیده است. پلی ساکاریدها فراوان ترین پلیمرهای طبیعی هستند و به عنوان منابع اولیه احتمالی برای تولید مواد سبز و جایگزینی پلاستیک های زیست تخریب نا پذیر درنظرگرفته می شوند. با وجود این، معمولا فیلم های تهیه شده از پلی ساکاریدهای خالص شکننده هستند و خواص مکانیکی ضعیفی دارند که کاربرد آن ها را محدود می کند. این مسئله به توسعه مواد برپایه پلی ساکاریدهای اصلاح شده با روش شیمیایی یا افزودن پرکننده های تقویت کننده یا نرم کننده ها منجر شده است. تاکنون NADESها نه تنها در استخراج، جداسازی یا خالص سازی برخی پلیمرهای خاص استفاده شده اند، بلکه به عنوان اجزای تشکیل دهنده مواد برپایه پلی ساکاریدها، یعنی نرم کننده ها، سازگارکننده ها یا بهبود دهنده ها، نیز استفاده شده اند. به کارگیری NADES به عنوان نرم کننده بیشتر برای فیلم های نشاسته کاربرد دارد، با وجود این برای مشتقات سلولوز، کیتوسان، آگار و آگاروز نیز به کار می رود. در این مقاله، قابلیت کاربرد حلال های بسیار اوتکتیک طبیعی به عنوان نرم کننده های سبز، ارزان و تجدیدپذیر در تهیه فیلم های پلیمری طبیعی مرور شده است.

سیستم های پیشرفته دارورسانی که بر مبنای رهاسازی کنترل شده دارو از طریق فیلم های پلیمری دهانی طراحی گردیده اند، پیشرفت های چشمگیری را در عرصه پزشکی نمایان ساخته اند. این سیستم ها به گونه ای عمل می کنند که دارو در یک بستر پلیمری قرار گرفته و به دنبال مصرف، فیلم پلیمری با حذف حلال به تدریج متورم شده، سپس دارو تحت تأثیر محرک های بدنی به تدریج آزاد می شود. می توان نرخ آزادسازی دارو را توسط تنظیم ساختار پلیمر و تغییرات فرمولاسیونی تحت کنترل درآورد. کنترل دقیق درجه تورم فیلم های پلیمری به عنوان یکی از مؤلفه های کلیدی برای مؤثر بودن سیستم های دارورسانی، اهمیت فراوان دارد چراکه تورم ناکافی می تواند باعث ناقص بودن رهایش دارو شود درحالی که تورم بیش ازحد می تواند منجر به تخریب سریع ساختار فیلم و آزادسازی غیرقابل کنترل دارو در دهان بیمار گردد. درنتیجه، مهندسی و کنترل نرخ تورم در پروسه رهایش دارو، مسئله ای حیاتی به شمار رفته و مورد توجه ویژه ای قرار می گیرد.

در سالیان اخیر، فیلم ­های پلیمری پوشش ­یافته روی سطوح جامد در صنایع مختلف از جمله پوشش ­ها، چسب ­ها، غشاها، حسگرها و غیره کاربرد گسترده­ای یافته ­اند. از آنجا که با نازک­ترشدن فیلم تأثیر سطوح مشترک افزایش می ­یابد، بنابراین مشاهده شده است، ساختار و خواص فیلم ­های با ضخامت­ های حدود زیر nm 100، از جمله خواص سطحی مانند انرژی آزاد سطح، نسبت به توده­ پلیمر دست­خوش تغییرهای درخور توجهی می­ شوند. با توجه به اینکه انرژی آزاد سطح از عوامل کنترل ­کننده و اثرگذار بر بسیاری از فرایندهای صنعتی و پدیده­ های علمی نظیر جذب سطحی، ترشوندگی، روان­­سازی و غیره در پلیمرها به ­شمار می ­رود، بنابراین در مقاله حاضر، عوامل مؤثر بر تغییر انرژی آزاد سطح فیلم­ های بسیار نازک پلیمری با تغییر ضخامت فیلم بررسی شده است. با مطالعه­ پژوهش ­های انجام ­شده در حوزه­ تغییر انرژی آزاد سطح فیلم ­های بسیارنازک با ضخامت، می ­توان به دو عامل مهم اشاره کرد. نخست، نیروهای بلنددامنه ­ای که از سوی زیرلایه بر زنجیرها و نیز قطره­ قرارگرفته روی سطح فیلم، به­ منظور اندازه­ گیری زاویه تماس، اثر می ­گذارند. دوم، افزایش اتصا­ل­ های فیزیکی زنجیرها با زیرلایه که در ضخامت­ های حدود دو تا سه برابر شعاع ژیراسیون زنجیرها محدودیت ­هایی را برای تحرک آن­ها به­ وجود می ­آورد. اثر اندازه محدود و افزایش نقاط اتصال زنجیرها با زیرلایه، در کنار درهم ­تنیدگی­ های درون و بین­ مولکولی می­ توانند به­ شدت بر صورت­ بندی قطعه ­های پلیمر در فیلم ­های نازک اثر بگذارند که با افزایش ضخامت به ­تدریج تأثیر این اتصال­ ها غربال می­ شود.

مقدمه: در میان مواد حامل با قابلیت رهایش کنترل شده دارو، زروژل های سیلیکایی برای بارگذاری و رهایش ثابت دارو در دراز مدت، مورد توجه قرار گرفته اند. این زروژل ها از طریق تکنولوژی سل ژل و با استفاده از آغازگر سیلیکا سنتز می شوند. یکی از آغازگرهای رایج، تترا اورتوسیلیکات (TEOS) است. روش بررسی: این مطالعه، یک مطالعه پایه ای تجربی است، که در آن خواص زروژل های سیلیکایی پس از افزودن کیتوسان به آن ها، شامل مورفولوژی، مساحت سطحی، توپوگرافی و رفتار مکانیکی بررسی شدند. سپس، درون زروژل های هیبرید کیتوسان-سیلیکا، داروی لیدوکایین هیدروکلراید بارگذاری شده و رفتار رهایش دارو از آن ها ارزیابی و با زروژل های سیلیکایی خالص مقایسه شد. هم چنین، پیوند کوالانسی بین زنجیره های کیتوسان و شبکه سیلیکا به کمک آزمون FTIR تایید شد و برای بررسی سمیت سلولی نمونه های نهایی، آزمون MTT انجام شد. نتایج: منحنی رهایش زروژل های هیبریدی دو فازی بودند و نرخ رهایش تجمعی از آن ها تقریبا 71 درصد بود. حضور کیتوسان اثر رهایش انفجاری و نرخ رهایش را کاهش، اما مدت زمان دوره رهایش دارو را در مقایسه با زروژل سیلیکایی افزایش داده است. هم چنین ترکیب کیتوسان و TEOS ازدیاد طول کششی را افزایش داده و اندازه ابعاد تخلخل های زروژل های بر پایه TEOS را می کاهد. نتیجه گیری: این مطالعه برون تنی نشان داد که روش سل ژل برای به دام انداختن داروی لیدوکایین هیدروکلراید درون تخلخل های زروژل ها و رهایش کنترل شده آن، موثر است. هم چنین استفاده همزمان از کیتوسان و TEOS خواص مکانیکی فیلم های زیست سازگار حاصل را بهبود داد. بنابراین، این مطالعه نشان داد که استفاده از مواد آلی-غیرآلی به عنوان پوشش یا فیلم های نازک در کاربردهای زیست پزشکی همچون رهایش دارو مفید خواهد بود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

پلی هیدروکسی بوتیرات کووالرات (PHBV) یک بایوپلیمر گرمانرم و زیست تخریب پذیر است که بوسیله گونه ای از باکتری ها تولید می شود. این بایو پلیمر به دلیل خواص مشابه با پلی پروپیلن بسیار مورد توجه مجامع علمی و صنعتی واقع شده است. با وجود مزایای زیاد PHBV نسبت به پلیمرهای پتروشیمیایی، استفاده از آن به علت هزینه بر بودن فرایند تولید و همچنین پایین بودن برخی خواص فیزیکی و مکانیکی، محدود می باشد. یکی از روشهای برطرف کردن این مشکل استفاده از نانو ذرات بعنوان تقویت کننده است. در این پژوهش، فیلم های نانوکامپوزیت PHBV حاوی نانوکریستال سلولز (CNC)، تهیه شد. تاثیر افزودن CNC بر ویژگی های مکانیکی شامل استحکام کششی و ازدیاد طول پارگی و ویژگی های دینامیکی-مکانیکی شامل مدول ذخیره و تانژانت دلتا و ویژگی های مرفولوژی سطحی توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و نهایتا ویژگی های حرارتی توسط آنالیزگرماسنجی تفاضلی (DSC) بر اساس استانداردهای مربوطه مورد ارزیابی قرار گرفت. نانو کریستال سلولز با نسبت های صفر، 1، 3 و 5 درصد وزنی به بایو پلیمراضافه شد و فیلم نانوکامپوزیت به روش قالبگیری محلول تهیه شد. نتایج آزمون های مکانیکی نشان داد که استحکام کششی با افزایش نانو کریستال سلولز تا 1 درصد افزایش یافت اما با افزدون مقادیر بالاتر، استحکام کششی کاهش یافت. همچنین تغییر طول در نقطه شکست با افزایش نانو ذرات کاهش یافت. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی پویشی حاکی از پراکنش بسیار خوب نانو ذرات در سطح 1 درصد می باشد. نتایج آزمون دینامیکی-مکانیکی نیز نشان داد که با افزایش درصد نانو ذرات در دماهای پایین مدول ذخیره نانوکامپوزیت ها افزایش می یابد و با افزایش دما مدول ذخیره کاهش می یابد. نتایج آزمون گرماسنجی تفاضلی نیز نشان داد افزودن نانو ذرات دمای انتقال شیشه ای را افزایش می دهد که احتمالا به علت ایجاد پیوندهای قوی بین پلیمر و نانو کریستال سلولز و همچنین بلورینگی بالای CNC می باشد.

خواص تردی کامپوزیت های ترموست، منجر به محدودیت در کاربردهای وسیع تر این مواد شده است. در حالی که تردی این کامپوزیت ها با افزودن مواد تقویت کننده بحرانی تر هم می گردد. از طرفی استفاده از مواد بازگشت پذیر به طبیعت در استفاده از کامپوزیت ها به دلیل چالش های زیستی، مد نظر قرار گرفته شدهاست. با این وجود به دلیل عدم سازگاری مناسب فازهای تقویت کننده ی طبیعی با فاز پلیمر و افزودن الیاف طبیعی، باعث کاهش انرژی جذب و ضربه کامپوزیت می شود. این تحقیق به مواد و روش ساخت میکروکامپوزیت ترموست پلی استر تقویت شده با الیاف طبیعی کنف تا 20 درصد وزنی بطور لایه گذاری موازی، همراستا و متعامد می پردازد که با تقویت رزین پایه اولیه منجر به افزایش خواص ضربه پذیری پلیمر پایه تا 2400 درصد و قابلیت جذب انرژی نمونه ها با تا 40 درصد بهبودی می گردد. نتایج مشاهده شده مرتبط با افزایش مشارکت الیاف طبیعی در انتقال نیرو و جذب انرژی در راستای الیاف بوده که در حین فرآیند ساخت و افزایش نفوذ رزین بین لایه ها و الیاف کنف صورت گرفته که قابلیت تهیه کامپوزیت با درصد بالای الیاف نیز در گروه بندی این نوع کامپوزیت ها را مهیا می کند.