[Zohreh Gholami]

رنگ‌هاي خود تعمير‌کننده و پوشش‌هاي هوشمند


يک گروه تحقيقاتي در دانشگاه وارويک (Warwick) به روش جالبي براي پوشاندن ذرات کوچک پليمري با لايه‌اي از نانوذرات مبتني بر سيليکا دست يافته‌اند. حاصل اين کار، ماده‌اي است که مي‌توان از آن براي ساخت مواد با کارکرد بالا مثل رنگ‌هاي خودتعمير‌کننده يا بسته‌بندي‌هاي هوشمند استفاده کرد. اين مواد را مي‌توان به‌گونه‌اي تنظيم کرد که مقادير دقيقي از آب، هوا يا هردو را در يک جهت خاص از خود عبور دهند.

در اين تحقيق، يک فرايند پليمريزاسيون امولسيون بي‌نياز از مواد صابوني به دست آمده است. در اين فرايند، ذرات پليمر به صورت کلوئيد درون آب پخش مي‌شود و سپس در يک مرحله‌ي ساده، نانوذرات اکسيد سيليکون (با اندازه‌ي حدود 25 نانومتر) به اين مخلوط اضافه مي‌شود و اين ذرات، همانند يک لايه‌ي خمير ذرات پليمر را مي‌پوشاند.
 

اين فرايند يک لاتکس پليمري است که مي‌توان از آن « براي توليد رنگ‌هاي ضد خش که خود را تعمير مي‌کنند استفاده کرد. همچنين مي‌توان از آن براي دستيابي به بسته‌بندي‌هاي خاصي که اجازه‌ي عبور به مولکول‌هاي آب و هوا را در جهت خاصي مي‌دهند استفاده نمود.» محصول مرحله‌ي قبل، در يک مرحله‌ي ساده‌ي ديگر در معرض ماده‌ي پليمري دوّمي قرار مي‌گيرد و يک لايه‌ي پليمري بر روي لايه‌ي نانوذرات سيليکا نشانده مي‌شود. در تصوير نيز محصول اين فرايند که با ميکروسکوپ TEM گرفته شده است به صورت ذرات کلوئيدي چند لايه ديده مي‌شود.

اهميت اين روش نه فقط به خاط کاربرد گسترده‌ي محصولات آن، بلکه به دليل سادگي و ارزاني آن است. زيرا نه تنها زمان فرايند بسيار کوتاه است بلکه تک مرحله‌اي بودن آن موجب مي‌شود بتوان به توليد انبوه در مقياس بالا رسيد.  محققان دانشگاه واوريک نشان دادند که ميزان نانوماده‌ي توليدي با اين روش مي‌تواند تا بيش از 45 درصد حجم محلول آبي باشد؛ درحالي که اين رقم براي روش‌هاي چند مرحله‌اي قبلي بين يک تا ده درصد بود.