پژوهشگران دانشگاه مراغه یک نانوکامپوزیت پلیمری را سنتز کرده‌اند که قادر است شکل اولیه‌ی خود را به خاطر بسپارد و پس از دو نوع تغییر شکل، مجدداً به حالت اولیه‌اش برگردد. کاربرد عمده این نانوکامپوزیت آزمایشگاهی در ساخت ماهیچه‌های مصنوعی، استنت‌های گشادکننده عروق قلب و داربست‌های استخوانی است.
استفاده از پلیمرهای حافظه‌دار برای تولید استنت‌های گشادکننده عروق قلبی
پلیمرهای حافظه‌دار به دسته از مواد هوشمند اطلاق می‌شود که قادرند پس از تغییر شکل، به کمک یک عامل بیرونی مانند دما یا الکتریسیته، مجدداً شکل اولیه خود را به دست آورند. این‌گونه مواد با توجه به خواص منحصر به¬فردشان، توجه بسیاری از محققان را در حوزه‌های مختلف علم از جمله زیست‌پزشکی و رباتیک به خود جلب کرده‌اند. فناوری نانو نیز به پیشرفت هرچه بیشتر کاربرد این مواد کمک شایانی کرده است.
دکتر محمد سبزی ضمن مقایسه تمایز پلیمرهای حافظه‌دار سنتز شده در این طرح با پلیمرهای حافظه‌دار متداول، در رابطه با اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «پلیمرهای حافظه‌دار متداول عمدتاً دارای حافظه دوگانه هستند. بدین معنی که قادرند فقط دو حالت را به خاطر بسپارند که یک حالت دائمی و یک حالت موقتی است. در این پژوهش، یک نانوکامپوزیت دارای سه حالت حافظه سنتز شده است که یک حالت مربوط به شکل دائم و دو حالت دیگر مربوط به شکل موقت است. در این پژوهش با اضافه کردن نانوصفحات گرافن به یک زمینه پلیمری به این مهم دست پیدا کرده‌ایم. کاربرد نهایی این نانوکامپوزیت در ساخت حسگرها، رباتیک و ماهیچه‌های مصنوعی است.»
وی در ادامه افزود: «این نانوکامپوزیت پلیمری دارای خاصیت زیست‌تخریب‌پذیری است. برای مثال اگر از این نانوکامپوزیت برای ساخت استنت‌های گشادکننده عروق استفاده شود نیاز به عمل جراحی ثانویه برای خارج کردن آن از رگ نیست، چون استنت به‌مرورزمان درون بدن تجزیه می‌شود».
این محقق ادامه داد: « از دیگر کاربرد جالب‌توجه این پلیمر حافظه‌دار، استفاده آن به‌عنوان داربست بخصوص داربست سلول‌های استخوانی است. به‌طوری‌که این پلیمر در حالت صاف وارد محل شکستگی و آسیب‌دیده می‌گردد. سپس، با اعمال محرک، شکل محل آسیب‌دیده رو به خود می‌گیرد و آنجا را کاملاً پر می‌کند و با رشد سلول‌های استخوانی روی این داربست پلیمری، محل آسیب‌دیده با سرعت و بازدهی بالاتری ترمیم می‌شود.»
پلی لاکتیک اسید از استحکام و مدول بالایی برخوردار است اما این پلیمر بسیار شکننده است و قابلیت تغییر شکل کافی برای بسیاری از کاربردهای حافظه شکلی را ندارد. از طرفی، پلی¬وینیل استات پلیمری با مدول و استحکام پایین است اما دارای قابلیت تغییر شکل بسیار بالایی است. این دو پلیمر در تمام درصدهای وزنی قابل امتزاج هستند. بنابراین با آلیاژسازی این دو پلیمر یک آلیاژ حافظه‌دار با خواص مکانیکی مطلوب و دمای انتقال شیشه‌ای دلخواه (نزدیک به دمای بدن) طراحی شده است. از سوی دیگر اضافه کردن نانوصفحات گرافن به این آلیاژ نه‌تنها موجب بهبود خواص مکانیکی آن شده، بلکه باعث شده رفتار حافظه‌داری این آلیاژ از حافظه‌داری دوگانه به رفتار حافظه‌داری سه‌گانه ارتقا یابد. همچنین رسانایی الکتریکی بالای گرافن باعث شده آلیاژ نهایی علاوه بر حساسیت به دما، نسبت به جریان الکتریکی نیز حساسیت داشته باشد.»
بر اساس نتایج آزمون‌های انجام شده، افزودن نانوصفحات گرافن به آلیاژ پلیمری پلی ونیل استات پلی لاکتیک اسید ۷۰:۳۰، موجب بروز دو دمای انتقال شیشه‌ای مجزا و در نتیجه ایجاد ساختار حافظه‌داری سه‌گانه می‌شود.
این طرح با همکاری دکتر محمد سبزی – عضو هیأت علمی دانشگاه مراغه و مسعود بابااحمدی-دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد این دانشگاه و دانشجوی کنونی مقطع دکترای پژوهشگاه پلیمر انجام شده است. نتایج این پژوهش در مجله ACS Applied Materials & Interfaces با ضریب تأثیر ۷.۵۰۴ (جلد ۹، شماره ۲۸، سال ۲۰۱۷، صفحات ۲۴۰۶۱ تا ۲۴۰۷۰) منتشر شده است.
