پژوهشگران مهندسی مواد با بکارگیری یک روش نوین موفق به تهیه سوسپانسیون با پایداری کلوئیدی بیش از ۶۰ روز در بستر‌های آبی شدند.
پایدارسازی نانوذرات اکسید تیتانیم در بستر‌های آبی
پژوهشگران مهندسی مواد با بکارگیری یک روش نوین موفق به تهیه سوسپانسیون با پایداری کلوئیدی بیش از ۶۰ روز در بستر‌های آبی شدند. این دستاورد در راستای اصلاح نانوذرات سرامیکی بوسیله مواد پلیمری جهت بارگذاری فولیک اسید و داروی ضد سرطان انجام پذیرفته است.
این کار تحقیقاتی به صورت پایان نامه دکتری ساناز نقیبی و با هدف سنتز نانوذرات تیتانیا اصلاح شده به‌وسیله‌ی مواد پلیمری، جهت بارگذاری فولیک اسید و داروی ضدسرطان، انجام گرفته است. در قسمتی از این کار، پایدارسازی نانوذرات با هدف جلوگیری از رسوب در زمان طولانی مدنظر بوده است. در این راستا دو ماده پلیمری پلی اتیلن گلیکول (PEG) و دکستران (dextran) به عنوان ماده دیسپرز‌کننده انتخاب و روش سل-ژل / هیدروترمال جهت سنتز نانوذرات تیتانیا بکارگیری شده تا امکان کنترل رنج ابعادی و ترکیب فازی نانوذرات فراهم شود. دو روش جهت پوشش دهی نانوذرات با مواد پلیمری مورد استفاده قرار گرفت. در روش اول نانوذرات پس از فرایند هیدروترمال با مواد پلی مری پوشش‌دهی شدند و در روش دیگر مواد پلیمری به سل اولیه اضافه شده و سپس فرآیند هیدروترمال اعمال گردیده است. نتایج نشان داد در هر دو روش نانوذرات در فاز آناتاز متبلور شدند با این تفاوت که درجه بلورینگی در روش دوم کاهش یافت. در روش دوم با استفاده از دکستران، علی رغم کاهش بلورینگی، پایداری کلوئیدی نانوذرات به شدت افزایش یافت و تصاویر HRTEM پوشش کامل نانوذرات به‌وسیله‌ی لایه پلیمری را تایید نمود.
نتایج این تحقیق نشان داد می‌توان به محدوده باریکی از دانه‌بندی نانوذرات دست یافت. همچنین نتایج حاکی از آن است که با تهیه سل حاوی نانوذرات و مواد پلیمری و سپس انجام عملیات هیدروترمال، می‌توان یک سوسپانسیون با پایداری کلوئیدی بیش از ۶۰ روز، با محدوده دانه‌بندی باریک و در عین حال مونوفاز اناتاز دست پیدا کرد.
رسوب نانوذرات مشکلی است که کلیه کاربردهای این مواد را با چالش روبرو کرده است. به گفته نقیبی (عضو هیئت علمی دانشگاه ازاد اسلامی واحد شهرضا، اصفهان)، در این طرح مستقیماً کاربرد بیولوژیک مد نظر بوده است زیرا عدم پایداری نانوذرات باعث رسوب این مواد در بافت موجود زنده می‌شود و فرآیند دارورسانی را مختل می‌نماید. از جمله موارد دیگری که مستقیما در ارتباط با پایداری کلوئیدی نانوذرات است، تولید رنگدانه‌های سرامیکی، پایدارسازی سل مورد نیاز در اعمال پوشش‌های نانوساختار و… است.
از ویژگی‌های این طرح می‌توان به افزایش میزان پایداری نانوذرات به بیش از دو ماه و استفاده از دکستران و پوشش‌دهی نانوذرات قبل از اعمال عملیات حرارتی اشاره کرد.
به گفته نقیبی، این طرح قابلیت صنعتی شدن در زمینه تولید رنگ‌های خودتمیز کن و تولید حامل‌های دارو در مقیاس بزرگتر را داراست. همچنین ایشان ادامه این تحقیقات را نیز به افزایش درجه بلورینگی نانوذرات با حفظ پایداری کلوئیدی و همچنین پایدارسازی نانوذرات تجاری معطوف دانست.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست ساناز نقیبی، دکتر محمدعلی فقیهی ثانی و دکتر سید محمدرضا مداح حسینی از دانشکده علم و مهندسی مواد دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته است، در مجله Ceramics International (جلد ۳۹، شماره ۷، سپتامبر سال ۲۰۱۳، صفحات ۸۳۷۷ الی ۸۳۸۴) منتشر شده است.
