نانو کامپوزیت های پلیمری ترکیبی هستند از یک پلیمر بهعنوان فاز زمینه (ماتریس) و تقویتکنندههای نانومتری که به شکل نانوذرات، نانولولهها، یا نانوالیاف به آن اضافه میشوند. این ساختار باعث افزایش چشمگیر خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی و حتی زیستمحیطی پلیمرها میشود.
انواع تقویتکنندهها:
در این مواد، تعامل در سطح مولکولی میان پلیمر و نانوذرات، تعیینکننده کیفیت و کارایی نهایی است.
برای خرید و مشاهده قیمت گالن 20 لیتری صنعتی روی لینک زرد کلیک کنید .
با استفاده از نانو کامپوزیت های پلیمری در قطعات خودرو مانند سپر، داشبورد، و پوششهای داخلی، وزن خودرو کاهش یافته و مصرف سوخت بهبود مییابد. همچنین ایمنی و دوام قطعات افزایش مییابد.
در صنایع غذایی، این کامپوزیتها با خاصیت ضدمیکروبی و نفوذناپذیری بالا، عمر مفید محصولات را افزایش داده و از فساد زودهنگام جلوگیری میکنند.
از جمله در ساخت ایمپلنتهای قابل جذب، داربستهای مهندسی بافت، کاتترهای ضدباکتری و حاملهای هوشمند دارو. این مواد، امکان کنترل رهش دارو در زمان و مکان دلخواه را فراهم میکنند.
با افزودن نانولولههای کربنی یا گرافن، پلیمرها رسانا شده و میتوان از آنها در ساخت حسگرهای دقیق، صفحات لمسی و آنتنهای انعطافپذیر استفاده کرد.
به دلیل نسبت مقاومت به وزن بالا و پایداری در شرایط سخت، استفاده از نانو کامپوزیت های پلیمری در بدنه پهپادها، زرههای سبک و تجهیزات فضایی رایج است.
ویژگیهای منحصربهفرد این دسته از مواد، آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب کرده است:
در برخی موارد، مشاهده شده است که افزودن کمتر از ۵٪ نانوذرات میتواند خواصی معادل ۲۰ تا ۳۰ درصد تغییر در پلیمر پایه ایجاد کند.
یک روش صنعتی پرکاربرد که در آن پلیمر در دمای بالا ذوب شده و نانوذرات به آن اضافه میشوند. مزیت این روش حذف حلال و امکان تولید در مقیاس بالا است.
پلیمر و نانوذره در یک حلال مشترک حل شده و پس از یکنواخت شدن، حلال تبخیر میشود. این روش برای پلیمرهای حساس به حرارت مناسب است.
نانوذرات ابتدا به مونومر اضافه میشوند و سپس با آغازگر، واکنش پلیمریزاسیون آغاز میشود. این روش، توزیع بسیار یکنواختی از نانوذرات ایجاد میکند.
در کاربردهای پیشرفته، از تکنیکهایی مانند electrospinning و additive manufacturing برای تولید دقیق و کنترلشده ساختارهای نانویی بهرهگیری میشود.
یکی از مشکلات اصلی در ساخت این مواد، جلوگیری از تجمع یا کلوخه شدن نانوذرات است که موجب کاهش خواص مکانیکی میشود.
برخی نانومواد به دلیل روشهای تولید پیچیده، هزینهبر هستند. به همین دلیل یافتن جایگزینهای اقتصادی، یکی از مسیرهای پژوهشی مهم است.
در صورت دفع نامناسب یا ورود به زنجیره غذایی، نانوذرات ممکن است آسیبهایی به محیطزیست وارد کنند. بنابراین، مطالعات زیستسازگاری و بازیافتپذیری این مواد اهمیت زیادی دارد.
با پیشرفت فناوری نانو، مسیرهای جدیدی در توسعه نانو کامپوزیت های پلیمری گشوده شدهاند:
ترکیبی از پلیمرها با نانوذرات برای بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی مواد.
خودروسازی، بستهبندی، پزشکی، الکترونیک و هوافضا.
اختلاط مذاب، اختلاط محلولی، پلیمریزاسیون درجا، الکتروریسی و چاپ سهبعدی.