کشف جدیدی که در دانشگاه Case Western Reserve انجام شده است، می‌تواند به نگهداری ارزان غذاها و داروها به شکل تازه و سالم، و نگهداری تجهیزات الکترونیکی به صورت خشک و ایمن کمک کند.
کشف اتفاقی یک سیستم پلیمری با خاصیت انسدادی بسیار بالا
کشف جدیدی که در دانشگاه Case Western Reserve انجام شده است، می‌تواند به نگهداری ارزان غذاها و داروها به شکل تازه و سالم، و نگهداری تجهیزات الکترونیکی به صورت خشک و ایمن کمک کند.
این یافته شامل یک فناوری مبتنی بر نانو است که عبور گازهای آسیب‌رسان را از طریق پلیمر مسدود کرده و در عین استفاده از مواد کمتر، استحکام پلیمر را افزایش می‌دهد. این کار در مرکز سیستم‌های پلیمری لایه‌ای (CLiPS) که تحت نظر بنیاد ملی علوم است، انجام شده است.
آن هیلتنر، محقق اصلی این کار می‌گوید: «این کار گامی به سوی توسعه پلیمرهای انعطاف‌پذیرتر، شفاف‌تر، و با خاصیت انسدادی بسیار بالا برای استفاده در کاربردهای مختلف است.»
بنابر گفته هیلتنر، این اکتشاف یک یافته تصادفی است. این محققان دریافتند زمانی که پلی اتیلن‌اکسید (PEO) به شکل یک نانولایه بلوری می‌شود، به صورت یک تک بلور بزرگ با نفوذپذیری بسیار پایین عمل کرده و میزان نفوذ گازها را در کاربردهای مبتنی بر پلیمر تا ۱۰۰ برابر کاهش می‌دهد.
زمانی که یک پلیمر قابل بلوری‌شدن درون این تک‌لایه‌ها محدود می‌شود، این لایه‌ها به صورت خود به خودی و به شکلی بسیار جالب خود را به صورت یک بسته‌بندی بلوری نسبتاً کامل از زنجیره‌های پلیمری در هر لایه سازمان می‌دهند.
نواحی بلوری پلیمر مناطقی هستند که در آن، اتم‌ها در زنجیره‌های پلیمری در یک الگوی منظم و سخت کنار هم قرار می‌گیرند (درست مانند مولکول‌های آب در ساختار یخ). چون در نواحی بلوری، زنجیره‌های پلیمری به صورت منظم و سخت کنار هم قرار دارند، اجازه عبور به حتی کوچک‌ترین مولکول‌های گاز همچون اکسیژن یا دی‌اکسید کربن را نیز نمی‌دهند. بنابراین نواحی بلوری یک پلیمر، نفوذپذیری آن را کاهش داده و خاصیت انسدادی آن را بهبود می‌بخشند. پروفسور بنی فریمن، استاد مهندسی شیمی دانشگاه تگزاس می‌گوید این سازمان‌دهی خودبه‌خودی یک پلیمر به شکل تک‌بلورهای بزرگِ (طول و عرض) نسبتاً کامل، پدیده‌ای است که تاکنون مشاهده نشده بود. فریمن می‌افزاید: «توانایی تولید کیلومترها فیلم حاوی تک‌بلورهای پلیمری بی‌سابقه است.»
پلیمرها در کاربردهای مختلفی که توانایی آنها در نگهداری بسته‌بندی‌ها به صورت محکم و نفوذناپذیر بسیار مهم است (مانند بسته‌بندی غذا و بسته‌بندی‌های پزشکی)، به‌کار می‌روند. با این حال فناوری‌های جدیدی همچون نمایشگرهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر وجود دارند که خاصیت انسدادی بسته‌بندی‌های فعلی برای آنها کافی نبوده و نیاز به توسعه این خاصیت، ضروری به نظر می‌رسد.
نتایج این یافته پژوهشی در شماره ۶ فوریه ۲۰۰۹ در مجله Science منتشر شده است.
