الیاف سطح فوق مخصوص نانو متخلخل
الیاف سطح فوق مخصوص نانو متخلخل – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه نساجی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۲۸ |
کد مقاله | TXT28 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | الیاف سطح فوق مخصوص نانو – متخلخل |
نام انگلیسی | Nano-Porous Ultra-High Specific Surface Fibers |
تعداد صفحه به فارسی | ۱۳ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۳ |
کلمات کلیدی به فارسی | الیاف سطح فوق مخصوص نانو – متخلخل |
کلمات کلیدی به انگلیسی | Nano-Porous Ultra-High Specific Surface Fibers |
مرجع به فارسی | دانشگاه ماساچوست- علوم الیاف و الکترو ریسندگی |
مرجع به انگلیسی | University of Massachusetts- Dartmouth/Fiber Science and Electrospinning |
کشور | ایالات متحده |
الیاف سطح فوق مخصوص نانو – متخلخل
هدف
این تحقیق استراتژیهایی مصنوعی و شیمایی برای تولید مواد لیفی خیلی ظریف نانو متخلخل جدید را مور بررسی قرار میدهد. هدف این تحقیق ایجاد الیاف با سطح ویژه زیاد با قطرهایی در محدوده ۱۰۲ نانو متر و سوراخهایی در اندازه نانومتر است. پلیمرهای طبیعی همچون پلیمرهای مصنوعی قادر به استفاده با واکنشهای شیمیایی و سنتزهای آلی میباشند. بر این اساس تصور میشود الیاف جدید با خواصی غیر قابل انتظار قابلیت ظهور را دارا میباشد. خواص منحصر به فرد این مواد لیفی میتواند قابلیتهای تکنیکی در حوزههایی که سطوح ویژه بالایی از تخصص را طلب میکنند را افزایش دهد، مواردی همانند ساختار متخلخل کنترل شده، جداسازی انتخابی، مواد هوشمند غشایی، داربستهایی برای رشد سلول/ بافت و غشاهایی برای بی حرکت کردن عوامل و مولکولهای بیولوژیکی و داروئی، از این جمله بشمار میآیند. به دلیل اندازههای نانویی الیاف و منفذها مقدار بسیار کمتری از این مواد جدید برای رسیدن به وظایف مورد نظر مورد نیاز است. همچنین این مواد لیفی را میتوان با سایر محصولات نساجی رایج همچون سایر ساختارها مانند پوششها، لایهها، مخلوطها و مواد افزودنی، مورد استفاده قرار داد. سایر مزایای کاربردی این الیاف، با سطوح ویژه بالای مینیاتور سازی و یا غیر قابل تشخیص ساختن ابزارها و سنسورها تناسب دارد. علاوه بر این موضوع بسیار محتمل است که خواص غیر پیش بینی شده اما مفید برای گسترش کاربردهای منسوجات، در حوزههایی که اساساً موجود نیستند، کشف شوند.
ارتباط با ماموریت NIC
این تحقیق بسیار زیاد مربوط به ماموریت NIC در مورد افزایش رقابت پذیری آمریکا با ایجاد دانش جدید در زمینه مواد لیفی جدید است. این پروژه اصول پایهای شیمی پلیمر را برای ایجاد مواد لیفی جدید باسطوح ویژه خط بالا، ساختارهای با منفذهای نانوئی و کاربردهای شیمیایی منحصر بفرد استخراج میکند. یافتههای این تحقیق کمک مینماید تا پایه دانش علوم مولد لیفی که برای توسعه مواد لیفی جدید و پیشرفته برای برطرف کردن نیازهای کاربردی و فنی همچون پوششهای حفاظتی بیولوژیکی و شیمیایی، کاتالیزورهای قابل بازیافت، مواد واکنشگر و محرک کپسول سازی انتخابی و غشاءهای جدا سازی، استوار شده و تکامل یابد.
اثر طولانی مدت شامل ایجاد محصولات لیفی جدید برای کیفیت بهبود یافته و حفاظت بهتر از زندگی، توسعه بازارهای با ارزش برای محصولات نساجی و لیفی و افزایش پیشگاهی تکنولوژیکی صنعت آمریکا درجهان میشود.
وضعیت فنی
به الیاف عموماً به عنوان مواد با سطح ویژه بالا نگریسته میشود به این معنی که آنها دارای نسبتهای بالای سطح به حجم و یا سطح به جرم میباشند. الیاف خیلی ریز همچون نانوالیاف عموماً ۲ تا ۳ برابر کوچکتر از الیافی هستند که به طور معمول تولید میشوند. این قضیه به معنی ۲ تا ۳ برابر بیشتر بودن سطح ویژه الیاف است. الیاف با سطح ویژه بسیار بالا برای کاربردهایی که بر روی خصوصیات سطحی مواد متکی هستند چون جداسازی و فیلتراسیون، فعال شده سطحی و واکنشهای شیمایی تقویت شده سطحی، فنآوری جاذب، سیستمهای تحویل دارو (دارو رسانی در بدن) و تقویت کامپوزیت، مطلوب هستند.
…
الکتروریسی مزایای فراوانی برای تولید الیاف ارائه میکند. این روش مستعد برای تولید الیاف ظریف از دامنه وسیعی از پلیمرهایی است که از طریق فرآیندهای رایج ریسندگی قابل تبدیل به الیاف نیستند. این روش به مقدار بسیار اندکی از پلیمر در حد چند میلی گرم نیاز داشته تا آنکه بتواند فرآیند تبدیل تحقیقاتی پلیمر به الیاف را تحقق بخشد. ویژگی سطوح ویژه بالای لایههای نانو لیفی آنها را تبدیل به حاملها و محافظهای عالی ترکیبات و واکنشگر کرده است.
کار قبلی PI و سایر پروژههای NIC
PI با مشارکت تیم علمی مواد ارتش Natick بر روی غشاءهای محافظتی شیمیایی میکرومتخلخل تحقیقاتی را انجام داده است. پروژه مشترک بر روی اصلاح شیمیایی غشاءهای پلیمری الاستومریک برای مقاومت شیمیایی بهبود یافته همچون خواص انتقال آب و تر شدن منحصر به فرد متمرکز شده است (۴). دو پروژه قبلی (MOL-D22-DO1) شامل فرآیند الکتروریسی هستند که بر روی موضوعات مهندسی همچون طراحی لوازم و قطعات فرآیند متمرکز شده است بعنوان مثال رشته سازهای چند گانه، کالکتورهای چرخشی، همچنین این پروژهها بر روی اثرات حوزه یونیزه شده/ شارژ شده، بهرهوری بهبود یافته، و تعیین خواص فیزیکی الیاف متمرکز شدهاند. در اکثر کارهای تجربی این دو پروژه از مدلهای پلیمری اسید پلی اتیلین، پلی اکریلونیتریل و پلی کاپرولاکتون استفاده شده است. در پروژه دیگر NTC، Mo2-OT استراتژیهای شیمیایی را برای پیوند شیمیایی بیومولکولها بویژه آنزیمها با سطوح الیاف، رهبری میکند. هیچکدام از مطالعات ذکر شده در بالا دارای مفهوم نزدیک با این پروژه نمیباشند.
الیاف سطح فوق مخصوص نانو متخلخل
شیوه کار
در این مطالعه برای تولید الیاف فوق ظریف با منافذ نانومتری، فیزیک پلیمر و اصول شیمی با فرآیند الکتروریسی تحقیقاتی صورت گرفته است. هدف اصلی توسعه دامنه قابلیتها میان استراتژیها در تولید این الیاف فوق ظریف و نانو متخلخل از پلیمرهای طبیعی و سنتز ذکر شده است. این روشها باید منجر به تولید الیافی با سطوح ویژهای ۳ تا ۴ برابر بزرگتر از سطوح ویژه الیافی شود که با روشهای رایج تولید میشوند. این پروژه بیانگر انحرافات علمی تحقیقاتی از تحقیقات انجام شده قبلی است (شامل پروژههای NTC). که در آن بر روی استراتژیهای سنتزی و شیمیایی در تولید الیاف نانو متخلخل کار شده و بر این اساس، بر روی حوزههای مافوق پلیمرهای رایج تمرکز کاری صورت گرفته است. این تحقیق بر روی ارتباطات منطقی میان تحقیق و اظهار نظرهای فنی کامل در مورد شیمی پلیمر، فیزیک الیاف و مهندسی، پایهریزی شده است. همکاری و مشارکت عالی از پروژه NTC انتظار میرود.
شیوههای دو سویه مهم این تحقیق به شرح ذیل است:
۱- درک پایهای تشکیل خواص نانو تخلخل و نانو ساختار در الیاف بسیار ظریف
حوزههای جدا شده فازی محدوده نانو در الیاف عبارتند از: اندازهها، توزیع اندازه و قابلیت دستیابی محلول این حوزههای جدا شده – فاز در الیاف، فیزیک پلیمر بر روی کنترل این خصوصیات و مهمتر از همه تعیین خصوصیات نانو تخلخل در روی الیاف، شیوههای تحلیلی گوناگونی شامل BET و مساحت سطح جانبی با اندازه حجم سوراخ. تفرق اشعه X از زوایای کوچک و بزرگ، TEM، NMR وضعیت جامد (staid- state) ، همگی میتوانند برای تعیین اغلب خصوصیات مورد بررسی و اکتشاف قرار گیرند.
۲- استخراج استراتژیهای شیمیایی برای ایجاد الیاف نانو متخلخل
مفاهیم شبکه میان تداخلی، پلیمریزاسیون، کوپلیمریزاسیون، اتصال عرضی، تجزیه حرارتی و شیمیایی همگی در یک وضعیت مشارکتی با شرایط مرتبط با روالهای قبلی الکتروریسی برای تولید منفذهای در مقیاس نانو بکار گرفته شدهاند که شامل سطح الیاف ظریفی که تاکنون تولید شده است نیز میگردد. واکنشهای شیمیایی متعدد و سنترهای پلیمری که برای تشکیل پلیمرهای متخلخل در آزمایشگاه PI اشاره شدهاند (۸-۱۲) در ترکیب با الکتروریسی برای تولید لیف گزارش خواهند شد. اتصال عرضی، مواد افزودنی فعال و شیوههای تبخیر/ نفوذ حلال با فرآیند الکتروریسی برای تشکیل الیاف نانو متخلخل ترکیب خواهند شد. جزئیات بیشتر در زمینه شیوههای تولید این الیاف بسیار ظریف متخلخل را میتوان از طریق تماس با مرکز انتقال فنآوری (TTC) در دانشگاه کالیفرنیا با آقای دیویس بدست آورد.
الیاف سطح فوق مخصوص نانو متخلخل
اهداف امسال
تمرکز اولین سال پروژه مبتنی بر گزارش و ارزیابی مقولههای ذیل میباشد: ۱- استراتژیهای شیمیایی برای ایجاد منفذهای در مقیاس نانودر فرآیندهای تولید الیاف و ۲- منظم کردن تکنیکهای تحلیلی برای درک پایهای بیشتر ساختارهای نانو متخلخل پلیمرهای متعدد و مهم شامل پلیمرهای طبیعی، سلولزی، پروتئینی و سنتزی بعنوان مدلهایی برای تعیین امکان سنجی این شیوهها.
توسعه این مقوله به صنعت
اینگونه از همکاریهای پویشی PIS با محققیتی از صنعت برای توسعه الیاف جدید برای پشتیبانی از پلیمرهای متعدد و تعیین کاربردهای جدید مفید است. شرکای صنعتی از صنعت نساجی / الیاف همچون بخشهای محصول مشتری/ پلیمر/ شیمیایی برای توسعه بیشتر مفهوم و انتقال فنآوری پیشرفته به تمام صنایع مربوطه دعوت خواهند شد. این شرکا شامل افرادی از ساحل غربی و کالیفرنیا میباشند. علاوه بر این، همکاری با دولت نیز پیشبینی میشود. گفتگوها و همکاری در این زمنه ادامه دارد. بطور مثال با محققینی در مراکز فرماندهی پزشکی و شیمیایی و بیولوژی سربازان ارتش آمریکا در حال توسعه مواد لیفی وجاذب برای پاک کردن آلودگی تجهیزات و پرسنل از مواد شیمیایی سمی و عوامل بیولوژیکی میباشیم.
منابع جدید مورد نیاز
عمده بودجه پیشنهاد شده برای این پروژه شامل دستمزد تحقیق، تهیه مواد شیمیایی و تجیهیزات جانبی، انجام و ابزار آزمایشگاهی (SEM، TEM، اشعه X ،NME و غیره) و سفر به NTC و سایر ملاقاتهای علمی میباشد. نیازهای آتی شامل تجهیزات جدید مانند ابزار اندازهگیری مساحت جانبی BET، اسکتپروفوتومتر جذب اتمی، میکروسکوپ نیروی اتمی و Raman FTIR خواهد بود.