نانوکامپوزیت هوشمند برای خودتمیزکنندگی و رهاسازی کنترل‌شده

محققانی در آمریکا فیلم‌های نانوکامپوزیتی هوشمندی ساخته‌اند که کاربردهای بالقوه گسترده‌ای ـ از حسگرهای خودتمیز‌کننده گرفته تا انتقال مؤثر سوخت ـ دارند. لیمینگ دای در دانشگاه دیتون و همکارانش از نانولوله‌های کربنی هم‌راستای عمودی و یک پلیمر حساس به دما نانوکامپوزیتی ساخته‌اند که زنجیرهای پلیمر آن بعد از یک دمای بحرانی، به شکل یک کنفورماسیون تخریب‌شده درآمده، جمع می‌شود و پایین‌تر از سطح قرار می‌گیرند، سپس با سرد کردن، این زنجیرها باز شده و از سطح بیرون می‌زنند.

محققانی در آمریکا فیلم‌های نانوکامپوزیتی هوشمندی ساخته‌اند که کاربردهای
بالقوه گسترده‌ای ـ از حسگرهای خودتمیز‌کننده گرفته تا انتقال مؤثر سوخت ـ
دارند. لیمینگ دای در دانشگاه دیتون و همکارانش از نانولوله‌های کربنی هم‌راستای
عمودی و یک پلیمر حساس به دما نانوکامپوزیتی ساخته‌اند که زنجیرهای پلیمر
آن بعد از یک دمای بحرانی، به شکل یک کنفورماسیون تخریب‌شده درآمده، جمع می‌شود
و پایین‌تر از سطح قرار می‌گیرند، سپس با سرد کردن، این زنجیرها باز شده و
از سطح بیرون می‌زنند.

سطح این نانوکامپوزیت همانند یک سطح خودتمییز‌کننده عمل می‌کند: بدین صورت
که زنجیره‌های پلیمر آن هنگام باز ‌‌شدن و منبسط ‌شدن، کثیفی‌‌های روی سطح
را از آن جدا می‌کنند. نانولوله‌های کربنی دارای کاربردهای حسگری گسترده‌ای
هستند و توانایی سطح یک حسگر برای تمیز کردن خودش، بدین معنی است که عمر
مفید حسگر می‌تواند افزایش یابد. البته این کاربرد، تنها کاربرد بالقوه این
نانوکامپوزیت نیست. اگر چیزی در این پلیمر به دام انداخته شود، تغییر در
کنفورماسیون زنجیرهای پلیمر، می‌تواند برای رهاسازی کنترل‌شده آن استفاده
شود.
دای گفت: «ساخت کامپوزیت‌های نانولوله کربنی هم‌راستای عمودی بسیار سخت‌تر
از ساخت کامپوزیت‌های نانولوله‌ای غیر هم‌راستایی است که اغلب استفاده می‌شوند.
در این تحقیق ما بیشتر روی هم‌راستا کردن مؤثر نانولوله‌های کربنی تمرکز
کرده‌ایم. هم‌راستا کردن مؤثر نانولوله‌های کربنی یک مرحله مهم برای رسیدن
به هدف نهایی و طولانی‌مدت‌مان برای این نانوکامپوزیت‌هاست». دای و
همکارانش طرح‌های بزرگی برای این فناوری دارند. دای گفت: «تصور کنید که ما
بتوانیم یک کشتی را به قدری تمییز نگه داریم که نیروی خیلی کمتری برای
کشیدن آن روی سطح آب و حرکت دادن آن مورد نیاز باشد». برای این کار نیاز به
تولید این نانوکامپوزیت در مقیاس انبوه ‌است.
کریستوفر لی، استاد مهندسی و علوم مواد از دانشگاه درکسل در فیلادلفیا، گفت:
«چند عملکردی این نانوکامپوزیت‌ها خیلی مؤثر است. چالش‌های زیادی در این
زمینه به وجود خواهد آمد که تحقیقات آینده باید آنها را برطرف کنند. برای
کاربردهای مقیاس بزرگ، توسعه روش‌هایی برای تهیه این فیلم‌ها در مقیاس خیلی
بزرگ مهم خواهد بود. اگر هدف رهاسازی کنترل شده‌است، ساخت افزاره‌ای که
بتواند چند عامل مختلف را به‌صورت کنترل‌شده‌ای رهاسازی کند، جالب توجه
خواهد بود».
این محققان نتایج کار خود را تحت عنوان «پلیمرهای حساس به دمای نفوذیافته
بین نانولوله‌های کربنی هم‌راستای عمودی: فیلم‌های نانوکامپوزیتی هوشمند
برای خودتمیزکنندگی و رهاسازی کنترل‌شده» در مجله
Chem. Commun. منتشر کرده‌اند.