بخشی از مقاله
چکیده
در نتیجه پژوهشها مشخص شده است که در ساختمان داخلی الیاف که در ریسندگی، یک نخ از تابیده شدن مجموع چند لیف ساخته می شود، یک لیف هم از مجموع رشتههای کوچکتری به نام فیبریل به وجود آمده است. هر فیبریل نیز مرکب از مولکولهای زنجیری متعدد یا پلیمر است که کم و بیش به موازات یکدیگر در محور طولی فیبریل قرار دارند و در بعضی نقاط به وسیله زنجیرهای عرضی به یکدیگر متصل شده اند.
امروزه در توسعه پلیمرهای طبیعی یا زیست پلیمرها,ابریشم به عنوان یکی از مهمترین پلیمرهای طبیعی بشمار می آید که شامل دو نوع پروتئین خودآرای فیبروئین و سریسین است. این ماده دارای خاصیت زیست سازگاری، زیست تخریبپذیری بوده و با اصلاح برخی خواص فیزیکی و شیمیایی میتوان به خواص مکانیکی مطلوب در این پلیمر دست یافت. از فیبروئین ابریشم به دلیل استحکام کششی بالا، زیست سازگاری، عدم سمیت و خواص ضد التهابی برای کاربردهای پزشکی به ویژه در بهبودی زخم استفاده میشود.
از آنجایی که در چند دهه گذشته استفاده از مواد زیستی ساختار نانو در کاربردهای مختلف از جمله تکمیل ضد میکروب منسوجات پزشکی و بهداشتی، تهیه زخمپوش ها، منسوجات آرایشی بهداشتی، تهیه منسوجات قابل کاشت در بدن - ایمپلنتها - ، سامانه های رهایش دارو، داربستهای پزشکی و ... مورد توجه قرار گرفته است. مهم ترین اهداف استفاده ازنانوفناوری سبز، افزایش کارایی محصولات، کاهش خطرات ناشی از به کارگیری مواد تکمیلی منسوجات بر سلامت انسان و محیط زیست و افزایش قابلیت برگشت پذیری این مواد به چرخه طبیعت می- باشد.
مقدمه
انسان از بدو خلقت که پیوسته با اشیای محیط زیست خود سرو کار پیدا کرد، با شناخت تدریجی نیازهای زندگی خویش و کسب اطلاعات بیشتری درباره خواص آنها، آموخت که برای ادامه حیات خود باید از آنها استفاده کند با گذشت زمان دریافت که برای استفاده هر چه بیشتر و بهتر از این مواد، باید در وضعیت و کیفیت آنها تغییراتی وارد کند.
تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل میباشد. امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شدهاند و در ساخت اشیای مختلف، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بهکار میروند . - 1 - کلمه پلیمراز کلمه یونانی - - Poly به معنی چند و - Meros - به معنای واحد با قسمت بوجود آمده است. در این میان ساختمان پلیمرها با مولکول- ها بسیار دراز زنجیرگونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است . - 8 -
این مولکولهای بلند از اتصال و بهم پیوستن هزاران واحد کوچک مولکولی مرسوم به منومر تشکیل شدهاند. مواد طبیعی مانند ابریشم، لاک ، قیر طبیعی ، و سلولز ناخن دارای چنین ساختمان مولکولی هستند . - 9 - البته تا اوایل قرن نوزدهم میلادی توجه زیادی به مواد پلیمری نشده بود بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان شیرابههایی استخراج میکردند که شیرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت . - 7 -
در سال 1829 ، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن مادهای قابل ذوب ایجاد میشود که میتوان از آن محصولات مختلفی نظیر چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد . - 4 - در سال 1909 میلادی فنل فرمالدئید موسوم به باکلیت ساخته شد که در تهیه قطعات الکتریکی، کلیدها، پریزها و وسایل مصرف زیادی دارد . - 3 - در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نایلون پلی اتیلن ، اکریلیک موسوم به پرسپکس به دنیا عرضه شد. نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد . - 10 -
علم شیمی یک علم پرهیجان است و تعداد شاخه های آن بدون وقفه رو به افزایش است.علم شیمی ماکرومولکولها یکی از پرشورترین این شاخهها می باشد.علم پلیمر که شاخه ای از شیمی آلی به شمار می آید، از علوم بسیار جوانی است که برای اولین بار توسط مطالعات و تحقیقات پرفسوراستادینگر - - Stadinger.H در بین دو جنگ جهانی اول و دوم پا به عرصهی وجود گذاشت؛ ولی رشد و توسعه ی آن چنان سریع بوده است که آگاهی یافتن از آن ضروری به نظر میرسد . - 9 -
پلیمرهای سنتزی و طبیعی با دامنه وسیعی از خواص، نقش گسترده ای در زندگی بشر و رشد اقتصادی جوامع ایفا می کنند.ولی کاربرد این پلیمرها، به دلیل داشتن خطرهای زیست محیطی، تجزیه ناپذیری، نگرانی از اتمام منابع نفتی و خطر تهدید سلامت انسان ها محدود شده و توجه به سمت پلیمرهای زیست تخریب پذیر معطوف شده است . - 4 -
امروزه تقاضا برای استفاده از مواد زیست تخریبپذیر و محصولات ساخته شده از منابع تجدیدپذیر افزایش یافته و علاقه رو به رشدی در توسعه محصولات زیستی به وجود آمده است که میتواند منجر به کاهش بهره برداری از منابع فسیلی شود . - 2 - به طورکلی به هرگونه مواد، سطح یا ساختاری که با سیستمهای زیستی اثرات متقابل داشته و سازگار باشند، مواد زیستی گفته میشود.
زیست سازگاری به توانایی یک ماده برای استفاده در کاربردی ویژه گفته می شود که باواکنش مناسب از سوی میزبان همراه باشد. از آنجایی که در چند دهه گذشته استفاده از مواد زیستی ساختارنانو در کاربردهای مختلف از جمله تکمیل ضد میکروب منسوجات پزشکی و بهداشتی، تهیه زخمپوشها، منسوجات آرایشی بهداشتی، تهیه منسوجات قابل کاشت در بدن - ایمپلنتها - ، سامانه های رهایش دارو، داربستهای پزشکی و ... مورد توجه قرار گرفته است . - 4 -
مواد و روشها
الیاف طبیعی بر حسب منشأء طبیعی خود به سه گروه فرعی تقسیم میشوند: الیاف حیوانی، الیاف گیاهی و الیاف معدنی - . - 5
ساختمان مولکولی و یا داخلی الیاف
ساختمان داخلی الیاف که از مجموع چند لیف ساخته شده است و یک لیف هم از مجموع رشتههای کوچکتری به نام فیبریل و هر فیبریل نیز مرکب از مولکولهای زنجیری متعدد یا - پلیمر - است که کم و بیش به موازات یکدیگر در محور طولی فیبریل قرار دارند که در بعضی نقاط به وسیله زنجیرهای عرضی به یکدیگر متصل شدهاند . - 14 -
پلیمرهای مصنوعی
تهیه این گونه پلیمرها با به هم آمیختن مواد پایه کوجک مولکول - مونومر - و تبدیل آنها به مواد بزرگ مولکول امکان پذیر است. پایه اصلی این مواد نفت، گاز طبیعی, ذغال و.... است ودر ساختمان آنها کربن وهیدروژن به وفور یافت میشود . - 1 -
