توسعه پوشش پلیمری قابل اسپری بر حافظت از محصولات خوراکی

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان موسسه KAIST موفق به توسعه نانوپوشش قابل اسپری با استفاده از پلی فنول مشتق شده از گیاهان شده‌اند که می‌تواند بر روی هر سطحی اعمال شود. در این فرآیند فیلم ضخیمی در عرض چند ثانیه تشکیل می‌گردد.

پوشش خوراکی بر روی محصولات، توجه زیادی را در صنایع غذایی و کشاورزی به خود جلب کرده است. این پوشش‌ها نه تنها می‌توانند عمر محصول بعد از تولید را در برابر تغییرات خارجی در محیط زیست طولانی‌تر کنند بلکه مواد مغذی اضافی که برای سلامتی انسان مفید می‌باشد را فراهم نمایند. با این حال اکثر پوشش‌ها دارای محدودیت‌های ذاتی از جمله دوام و پایداری می باشند. به طور مثال پوشش بسترهای فله‌ای نظیر میوه‌ها بسیار زمان بر یا غیر قابل دستیابی می‌باشد.

این فناوری ثبت شده است و در حال حاضر برای استفاده گسترده به عنوان وسیله‌ای برای حفظ محصول تجاری سازی گردیده است.

پلی فنول دارای چندین گروه هیدروکسیل است و در تعداد زیادی از گیاهانی که دارای خواص آنتی اکسیدان عالی می‌باشد یافت می‌شود. آن‌ها به عنوان یک افزودنی مواد غذایی غیر سمی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند و به عنوان مواد ضد باکتری و همچنین  ضد سرطان شناخته می‌شوند. پلی فنول ها همچنین می‌توانند با یون های آهن مورد استفاده قرار گیرند که به طور طبیعی در بدن یافت می شوند.

روش اسپری کردن در مقایسه با روش‌های پوششی غوطه وری مرسوم، می‌تواند نواحی انتخابی را سریع‌تر پوشش دهند. اسپری همچنین از آلودگی متقابل جلوگیری می‌کند، که نگرانی بزرگی برای روش‌های غوطه‌وری محسوب می‌شود. تیم تحقیقاتی توانایی اسپری کردن برای پوشش انواع مواد مختلف از جمله فلزات، پلاستیک، شیشه و همچنین پارچه های نساجی را نشان دادند. همچنین از پلی فنول برای فیلم های ضد مه بر روی لنزهای محافظ و درمان‌های‌ ضد قارچی برای کف کفش استفاده می‌گردد.

نتایج نشان داد این پوشش با خاصیت ضد باکتری خود می‌تواند عمر مفید محصولاتی نظیر نارنگی و توت فرنگی را تا 14 روز  و 58 ساعت حفظ نماید.

دانلود کامل مقاله پوشش پلیمری آنتی باکتریال:

Antimicrobial spray nanocoating of supramolecular Fe(III)-tannic acid metal-organic coordination complex: applications to shoe insoles and fruits

فوم پلیمری با قابلیت جذب کربن دی اکسید

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان دانشگاه Rice موفق به ایجاد فوم سبک وزن از صفحات دو بعدی بور نیترید شش وجهی شده‌اند که قادر به جذب کربن دی اکسید می‌باشد. نتایج این تحقیقات در مجله  ACS Nano به چاپ رسیده است.

محققان با خشک کردن انجمادی صفحات بور نیترید شش وجهی، باعث تبدیل آن به مقیاس بزرگتر شده که در مایعات حل می‌گردد.  اما با اضافه کردن کمی از پلی وینیل الکل (PVA) به ترکیب، آن را تبدیل به یک ماده بسیار مستحکم و سودمند می‌کند.

فوم جدید بسیار متخلخل است و می‌تواند به عنوان تصفیه کننده هوا و مواد جاذب گاز مورد استفاده قرار گیرد. حتی مقدار بسیار کمی از PVA می‌تواند مفید باشد و باعث ایجاد چسبندگی در اتصالات بین صفحات بورنیترید می‌شود و در عین حال سطح آن به سختی تغییر می کند.

در شبیه سازی های مولکولی، فوم 340 درصد نسبت به وزن خود می‌تواند کربن دی اکسید را جذب کند. گاز گلخانه‌ای را می‌توان از مواد خارج کرد و مجددا مورد استفاده قرار بگیرد.  تست های فشرده نشان داد که فوم از طریق 2000 چرخه نیز سخت تر می شود.

هنگامی که فوم با پلیمر PDMS پوشانده شود به عنوان محافظ موثر از لیزرها می‌تواند عمل کند که در زیست پزشکی، الکترونیک و سایر موارد استفاده می شود.

در نهایت محققان می‌خواهند کنترل اندازه منافذ مواد را برای کاربردهای خاصی مانند جداسازی روغن از آب بدست آورند.

دانلود کامل مقاله فوم پلیمری با قابلیت جذب کربن دی اکسید:

Lightweight Hexagonal Boron Nitride Foam for CO2 Absorption

 

توسعه فیلم‌های پلیمری با خاصیت ضد جعل برای اسناد و کارت‌های شناسایی

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت Covestro موفق به توسعه فیلم‌های پلیمری با خاصیت ضد جعل برای بهبود حفاظت اسناد و کارت‌های شناسایی شده است که در نمایشگاه و کنفرانس SDW 2017 رونمایی گردید.

شرکت Covestro به عنوان تامین کننده پیشرو فیلم های گرمانرم برای اسنادی با ارزش بالا، باعث شده است با توجه به نیاز بازار نوآوری هایی را در تولید محصولات خود به کار گیرد. برای رفع بسیاری از خواسته‌های مختلف تولید کنندگان کارت، Covestro طیف وسیعی از فیلم‌های پلی کربناتی تحت نام تجاری Makrofol ® و Bayfol ® و فیلم‌های پلی یورتان گرمانرم با نام Platilon® توسعه داده است.

فیلم‌های پلیمری ضد جعل

فیلم های پلی یورتان چند لایه و ترکیب آن ها با فیلم های پلی کربناتی برای کاربردهایی با استحکام مکانیکی و دوام لازم طراحی شده اند. از کاربردهای این فیلم می توان به گذرنامه های نازک شده اشاره کرد که شامل فیلم کامپوزیتی Platilon® ID می‌باشد که روی صفحه اطلاعات داخلی لایه گذاری شده است. فرآیند تولید بسیار کارآمد است و گذرنامه ها تا مدت های زیادی ماندگار خواهند بود.

فیلم‌های TPU در دمایی مشابه یا بالاتر از دمای ذوب محصولات پلی کربناتی Makrofol® ID  نرم می‌شوند، اما این لایه ها نمی توانند تحت هیچ شرایط دمایی، از یکدیگر جدا شوند. در نتیجه، این فیلم‌ها نمی توانند برای ساخت کارت شناسایی جدید مورد استفاده قرار بگیرند و حفاظت ضد جعل عالی را ارائه ‌دهند.

ضخامت لایه ها در فیلم های کامپوزیتی نازک‌تر از انواع مشابه خود است و باعث آزادی بیشتر در طراحی می‌گردد. این یکپارچه سازی ویژگی‌های امنیتی را ساده می کند و موجب صرفه جویی در هزینه می شود.

منبع: .covestro

شارژ سریع‌تر تلفن‌های همراه با ابرخازن‌های پلیمری جدید

مرجع پلیمر در بازار ایران: ابر خازن‌ها برای شارژ تلفن همراه و دیگر دستگاه‌های الکتریکی در عرض چند ثانیه یا دقیقه به جای ساعت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما فناوری ابرخازن‌های موجود دارای محدودیت‌های متعددی هستند: آ‌‌ن‌ها معمولا انعطاف پذیر نیستند، ظرفیت ذخیره سازی انرژی کافی را ندارند و عملکرد آنها به سرعت با چرخه شارژ کاهش می یابد.

محققان دانشگاه Queen Mary و Cambridge راهی برای غلبه بر این سه محدودیت کشف کرده‌اند. آن‌ها با توسعه الکترود پلیمری در هم نفوذ کرده که شبیه آبنبات عصایی می‌ماند باعث ذخیره سازی کافی انرژی شده و انعطاف پذیری لازم برای چرخه شارژ/دشارژ را دارا می‌باشد.

این تکنیک می‌تواند در انواع بسیاری از مواد برای ابر خازن‌ها اعمال شود و منجر به شارژ سریع تلفن همراه، لباس‌های هوشمند و....گردد. نتایج این تحقیقات در مجله ACS Energy Letters به چاپ رسیده است.

Pseudocapacitance یکی از ویژگی‌های پلیمر و ابرخازن‌های پلیمری می‌باشد که اجازه ورود یون‌ها به داخل ماده را می‌دهد و باعث انتقال بار بیشتری نسبت به ابرخازن‌های کربنی (که عمدتا یون های متمرکز در لایه دوگانه نزدیک به سطح ذخیره می‌گردد) می‌شود. با این حال، مشکل ابرخازن‌های پلیمری این است که یون‌های لازم برای این واکنش‌های شیمیایی تنها می توانند به چند نانومتر زیر سطح پلیمری دسترسی پیدا کنند و بقیه الکتریسیته را به عنوان وزن مرده نگه دارند.

این ابرخازن‌های جدید می‌توانند بسیار سریع شارژ را ذخیره کنند، زیرا ماده فعال نازک (پلیمر رسانا) همیشه در تماس با پلیمر دوم که حاوی یون ها است می‌باشد، درست مثل نواحی نازک قرمز یک آبنبات عصایی که همیشه در نزدیکی بخش سفید اما در مقیاس بسیار کوچک می‌باشد.

این ساختار در هم نفوذ کرده، مواد را قادر می سازد که راحت تر خم شوند، و همچنین بدون هیچ شکستگی یا ترکی منبسط و منقبض گردند. در واقع شبکه‌های پلیمری در هم نفوذ کرده باعث افزایش سطح ماده می‌گردد و سختی و انعطاف پذیری لازم را برای ماده فراهم می‌کند.

دانلود کامل مقاله ابرخازن‌های پلیمری جدید:

Semi-Interpenetrating Polymer Networks for Enhanced Supercapacitor Electrodes

 

کنفرانس کامپاندینگ آسیا Compounding World Asia 2017

مرجع پلیمر در بازار ایران: مجله AMI و Compounding World n  در روزهای  21 و 22 سپتامبر 2017 در هتل Grand Copthorne Waterfront در سنگاپور، سومین کنفرانس کامپاندینگ آسیا را برگزار می کنند.

به دنبال موفقیت کنفرانس های 2015 و 2016، ما منتظر رویداد دیگری پر جنب و جوش و تولیدی هستیم  و این رویداد محل ملاقاتی با ارزش برای ترموپلاستیک سازندگان از سراسر آسیا خواهد بود.

برنامه کنفرانس کامپاندیگ آسیا شامل استراتژی های تجاری و تکنولوژی ها و  مواد جدید خواهد بود.

دانلود بروشور کامل کنفرانس و برنامه آن

 

 

استفاده از پسماندهای گیاهی برای تولید الیاف کربن ارزان تر

مرجع پلیمر در بازار ایران: پلاستیک‌های تقویت شده با الیاف کربن بسیار سبک وزن و مستحکم هستند. الیاف، زنجیره‌های کوتاهی از اتم‌های کربن می‌باشند که به یکدیگر متصل شده و به صورت رشته‌های طولی پیچ خورده در آمده‌اند. این الیاف می‌توانند با رزین‌ اپوکسی ترکیب شده و در ساخت قطعات سبک و سخت برای جت‌ها، پروتزها، اتومبیل‌ها و غیره مورد استفاده قرار بگیرد.

 

پلیمر زیستی مبتنی بر الیاف کربن

لیگنین، پلیمر زیستی مبتنی بر کربن می‌باشد که استحکام و سختی لازم را به دیواره سلولی گیاهی می‌دهد و از پوسیدگی آن جلوگیری می‌کند. لیگنین حدود یک پنجم و یک سوم از جرم خشک چوب را تشکیل می‌دهد.

استحکام و انعطاف پذیری لیگنین برای گیاهان بسیار عالی می‌باشد اما هنگامی که به صورت محصولات چوبی یا گیاهی در می‌آید امری نگران کننده است. زمانی که چوب یا گیاهان به خمیر جهت تولید کاغذ یا اتانول تجزیه می‌شود، لیگنین به صورت یک محصول پسماند باقی می‌ماند که در نهایت به داخل زمین‌های دفن زباله فرستاده می‌شود یا سوزانده می‌گردد.

در حال حاضر محققان دانشگاه Birgitte Ahring روشی بهتر برای استفاده از لیگنین را کشف نمودند. آن‌ها لیگنین را به الیاف کربن اضافه کردند. در حالی که لیگنین به اندازه فیبر کربن قوی نیست، اما ارزان می‌باشد. این گروه نتایج خود را در نشست ملی انجمن شیمی آمریکا ارائه نمودند.

محققان لیگنین را مورد اصلاح قرار دادند و از نظر شیمیایی آن را به صورت پلاستیک پلی آکریلونیتریل در آوردند ( پلیمری که معولا برای ریسندگی الیاف کربن مورد استفاده قرار می‌گیرد). آن‌ها آمیزه‌هایی با درصدهای مختلف از لیگنین را ایجاد کردند و در نهایت به صورت الیاف ریسیده گردید. نتایج نشان داد آمیزه‌هایی بین 20 تا 30 درصد از لیگنین ایده آل می‌باشد. لیگنین از منابع تجدید پذیر تولید می‌گردد و باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود.

منبع: forbes

 

نسل جدید پنل‌های خورشیدی ارزان قمیت با استفاده از پلی استایرن

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان دانشگاه منچستر موفق به توسعه نسل جدیدی از سلول‌های خورشیدی با استفاده از ذرات پلی استایرنی شده‌اند که در ساخت پنل‌های خورشیدی ارزان قیمت و پایدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستاورد باعث کاهش هزینه‌های ساخت و تولید سلول‌های خورشیدی می‌گردد.

نتایج این تحقیقات در مجله Nanoscale به چاپ رسیده است. محققان با استفاده از ذرات میکروژلی پلی استایرن عایق باعث کاهش هزینه و بهبود پایداری سلول‌های خورشیدی پروسکایت (Perovskite Solar cells) یا PSCs شده‌اند. PSCs نوع جدیدی از پنل‌های خورشیدی هستند و یکی از 10 فناوری در حال ظهور توسط مجمع جهانی اقتصاد می‌باشد. این پنل‌ها باعث افزایش سرعت بهره‌وری تبدیل انرژی و کاهش هزینه‌ها می‌گردند.

پنل‌های خورشیدی گران قیمتی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد پنل‌های فتو ولتائیک ((PV  سنتی شامل سیلیکون می‌باشد که باعث جذب نور و تبدیل آن به انرژی می‌گردد. در پژوهش اخیر از پروسکایت به جای سیلیکون استفاده گردید.

با این حال PSCs موجود از پروسکایت هالید آلی فلزی به عنوان جذب کننده نور استفاده می‌کنند که به راحتی در معرض آب تخریب می‌گردد. این امر باعث استفاده محدود آن‌ها مخصوصا در آب و هوای مرطوب و بارانی می‌گردد. لایه‌های پروسکایت در سلول‌های خورشیدی ذاتا ناپایدار هستند و از پلیمرهای نازک و گران قیمت تشکیل شده‌اند. اما استفاده از پلی استایرن هزینه‌های تولید را کاهش و باعث بهبود پایداری PSCs می‌گردد.

دانلود کامل مقاله پنل‌های خورشیدی:

Reducing hole transporter use and increasing perovskite solar cell stability with dual-role polystyrene microgel particles 

توسعه کامپوزیت‌های پلیمری جهت ذخیره سازی انرژی

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان دانشگاه Penn موفق به توسعه مواد کامپوزیتی جدید و سبک وزن برای استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی انعطاف پذیر، وسایل نقلیه الکتریکی و همچنین کاربرد در صنعت هوا و فضا شده‌اند که می‌تواند انرژی را در دمای عملیاتی بسیار بالاتر از پلیمرهای تجاری فعلی ذخیره کنند. این کامپوزیت متشکل از یک پلیمر و ماده دو بعدی می‌باشد که توسط تکنیک‌های موجود در صنعت تولید می‌شود.

پیش از این محققان کامپوزیت‌های متشکل از نانوصفحات نیترید بور و پلیمرهای دی الکتریک را توسعه دادند اما مقیاس سازی این مواد از لحاظ اقتصادی بسیار مشکل می‌باشد.

از دیدگاه مواد نرم مواد دو بعدی بسیار جذاب هستند، اما چگونگی تولید انبوه آنها یک سوال است. علاوه بر این، توانایی آن‌ها برای ترکیب با مواد پلیمری یکی از ویژگی‌های کلیدی برای کاربردهای الکترونیکی  انعطاف پذیر می‌باشد.

محققان با استفاده از تکنیک رسوبدهی شیمیایی بخار، فیلم‌های چند لایه نانو بلور بور نیترید شش گوشه ایجاد نمودند و این فیلم‌ها را به دو سمت فیلم پلی اتر ایمید انتقال دادند. سپس آن‌ها از فشار برای اتصال فیلم‌ها به یکدیگر جهت ایجاد ساختار ساندویچی سه لایه استفاده کردند.

نیترید بور شش گوشه دارای استحکام مکانیکی بالا و عایق خوبی می‌باشد و همچنین فیلم پلی اتر ایمید را از تجزیه دی الکتریک در دمای بالا محافظت می‌کند. در دمای عملیاتی بالاتر از 176 درجه فارنهایت بهترین پلیمرهای تجاری فعلی شروع به از دست دادن توانایی خود می‌کنند، اما پلی اتر ایمید پوشش داده شده با بور نیترید شش گوشه می‌تواند در دماهای بالاتر از 392 درجه فارنهایت همچنان کارایی خود را حفظ کند. حتی در این درجه حرارت‌های بالا، پلی اتر ایمید پوشش داده شده در بیش از 55000 چرخه شارژ-دشارژ کماکان پایدار باقی می‌ماند.

دانلود کامل مقاله توسعه کامپوزیت‌های پلیمری جهت ذخیره سازی انرژی :

High-Performance Polymers Sandwiched with Chemical Vapor Deposited Hexagonal Boron Nitrides as Scalable High-Temperature Dielectric Materials

افزایش استحکام و سفتی پلاستیک‌‌ها توسط افزودنی تالک جدید

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت  Imerys ،پیشرو جهانی در زمینه تولید تالک، موفق به تولید تالک‌های جدیدی با نام‌های تجاری HAR 3G 77L و HAR 3G 84L talc شده است. این محصولات جدید افزودنی‌های معدنی با عملکرد بالا هستند که باعث بهبود استحکام و سفتی پلی الفین و آمیزه‌های پلاستیکی مهندسی می‌شوند.

ویژگی های تالک HAR 3G

تالک HAR 3G در مقایسه با محصولات قبلی می‌تواند سختی را تا 25% افزایش دهد و همچنین باعث بهبود دمای عملکردی و پایداری ابعادی می‌شود. برای کاربردهای بسته‌بندی نظیر مواد غذایی و مواد شیمیایی و آلوده تالک‌های HAR عملکرد سدگری منحصربفردی را ارائه می‌دهد.

به دلیل افزایش قابل توجه در سختی، این محصولات جدید باعث به حداقل رساندن مواد معدنی در طراحی ضخامت دیواره های موجود شده و در نتیجه منجر به کاهش وزن و هزینه می‌گردد.

این محصولات در چندین کنفرانس از جمله SPE International Polyolefins Conference (هوستون)، Plastics Modification Conference (آتلانتا) و upcoming Thin Wall Packaging (شیکاگو) ارائه گردید.

منبع: compoundingworld

تولید سریع وآسان پلیمرهای حاوی سولفور

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی موفق به توسعه یک راه سریع و آسان برای ساخت پلیمرهای حاوی سولفور شده‌اند که هزینه تولید در مقیاس وسیع را کاهش می دهد.

کاهش حجم تولید ضایعات خطرناک در تولید پلیمرهای حاوی سولفور

نتایج این دستاورد در مجله Nature Chemistry and Angewandte Chemie به چاپ رسیده است. توسعه این محصولات جدید پلیمری، باعث کاهش حجم تولید ضایعات خطرناک می‌گردد. این تکنیک جدید SuFEx  نام دارد و برای تبادل فلوراید سولفور است. این روش تولیدی با نوع جدیدی از کاتالیزورها مخلوط شده و باعث افزایش سرعت واکنش می‌گردد. از این محصول جدید می‌توان در ساخت محصولات متنوعی اعم از بطری آب، گوشی‌های موبایل، تجهیزات پزشکی و حتی شیشه‌های ضد گلوله استفاده نمود.

هنگامی که یک مولکول مفید کشف می شود، واکنش های کمی وجود دارد که شیمیدان ها می توانند از آن استفاده کنند که به اندازه کافی ساده و کارآمد باشد تا تولیدات صنعتی را برای مقابله با هزینه بهینه برآورده سازند. در سال 2001، بری شارپلس، برنده جایزه نوبل، یک مفهوم جدید برای شیمی آلی تحت عنوان  "click chemistry" (به معنی شیمی بسیار سریع) را معرفی کرد که مجموعه‌ای از واکنش‌هایی قابل کنترل با واکنش پذیری و بازدهی بالا می‌باشد که نیاز به هیچ گونه خالص سازی ندارد.

محققان زنجیره‌های طولانی از مولکول‌های حاوی سولفور (پلی سولفات و پلی سولفونات) با استفاده از SuFEx click reaction ایجاد نمودند.

 در حالی که پلی سولفات ‌ها به عنوان رقبای پلی‌کربنات‌ها پتانسیل بالایی دارند اما به دلیل عدم وجود فرآیندهای صنعتی قابل اعتماد و مقیاس پذیر، کمتر در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای غلبه بر چالش های تولید انبوه پلی سولفات ها و پلی سولفانات های ، تیم TSRI به بررسی کاتالیزورهای مختلف برای بهینه سازی واکنش SuFEx پرداخته است.

دانلود کامل مقاله:

Bifluoride-catalysed sulfur(VI) fluoride exchange reaction for the synthesis of polysulfates and polysulfonates