سامانه های نانوکامپوزیتی پلیمری حافظه شکلی فعال در اثر میدان

پلیمرهای حافظه شکلی، دسته ای از پلیمرهای هوشمند هستند که در پاسخ به تحریک خارجی، به ویژه حرارت، قابلیت به یادآوری شکل اولیه یا دائمی خود را پس از اعمال تغییرشکل موقتی دارند. به طور معمول از نیروی مستقیم مکانیکی برای ایجاد شکل موقت در پلیمر های حافظه شکلی استفاده می شود. این موضوع هنگامی مشکل ساز است که بازیابی نمونه در مکانی فاقد دسترسی مستقیم (به عنوان مثال درون بدن)، انجام گیرد و سپس نیاز مجدد به تغییر شکل نمونه بوجود آید. در این حالت امکان اعمال نیروی مستقیم مکانیکی برای تغییر شکل مجدد در نمونه وجود ندارد، لذا بایستی جایگزینی برای نیروی مکانیکی تعیین گردد. نیروی مغناطیسی جایگزین مناسبی برای اعمال تغییر شکل بدون تماس فیزیکی با نمونه است. برای تحقق این هدف، در این تحقیق با افزودن ذرات فرومغناطیس ndfeb به ماتریس نانوکامپوزیت پلی اتیلن حافظه شکلی حاوی 2% وزنی خاک رس، نانوکامپوزیت پاسخگو به میدان مغناطیسی حاصل شده است و امکان تغییر شکل در این نانوکامپوزیت حافظه شکلی و ایجاد شکل موقت توسط میدان مغناطیسی مهیا شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش میزان ذرات ndfeb در ماتریس پلیمری، میزان تغییر شکل نمونه در اثر افزایش نیروی مغناطیسی اعمال شده توسط میدان مغناطیسی افزایش می یابد. یکی دیگر از مسائل پلیمر های حافظه شکلی به خصوص در زمینه پزشکی نیاز به حرارت دهی به منظور بازیابی شکلی است. یک روش برای حل این مشکل القای حرارت در پلیمر حافظه شکلی به صورت غیر مستقیم با استفاده از میدان مغناطیسی متناوب است. در این تحقیق با افزودن ذرات فرومغناطیس ndfeb به ماتریس نانوکامپوزیت پلی اتیلن حافظه شکلی، امکان بازیابی شکلی توسط میدان مغناطیسی متناوب میسر شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش ذرات ndfeb در نمونه، حرارت تولید شده و سرعت افزایش دما در اثر میدان مغناطیسی متناوب افزایش می یابد. حضور ذرات ndfeb در ماتریس پلی اتیلن حافظه شکلی بر ساختار، خواص فیزکی – مکانیکی، رفتار حافظه شکلی و رفتار نانوکامپوزیت حاصل به عنوان محرک فعال در میدان مغناطیسی اثر گذار است. نتایج تفرق اشعه ایکس نشان داد که ریزساختار نانوکامپوزیت حاصل، در بین لایه ای است و نمونه حاوی 15% وزنی ndfeb دارای بیشترین فاصله بین لایه ای در مقایسه با نمونه های دیگر است. نتایج همچنین نشان دادند که سفتی کشسانی، با افزایش میزان ذرات ndfeb، افزایش یافته، کرنش بازیابی نهایی، دمای بازیابی و سرعت بازیابی کاهش خواهد یافت. افزایش کرنش تغییرشکل اولیه نیز موجب کاهش دمای بازیابی و افزایش سرعت بازیابی خواهد شد. واژه های کلیدی: نانوکامپوزیت حافظه شکلی، میدان مغناطیسی، ذرات فرومغناطیس، گرمادهی القایی، شکل موقت، xldpe، ndfeb