به گزارش واحد ترجمه و تولید محتوای صنایع پلاستیک،”پلیمریزاسیون امولسیونی”، فن آوری نوینی است که به تولید حجم انبوهی از مولکول های زنجیر مانند موسوم به پلیمرها درون ذرات آکنده از روغن معلق در آب می انجامد. با بهره گیری شایسته از این رویکرد، تولید کنندگان کالاهایی مانند رنگ “لاتکس” قادرند از روال سنتی مبتنی بر استفاده از حلال های با پایه روغن، دوری جویند و این امر به آنها اجازه می دهد تا کنترل های زیست محیطی را به گونه ای دقیق تر اعمال نمایند. به بیان ساده “پلیمریزاسیون امولسیونی” فناوری جدیدست که امکان تحقق واکنش های شیمیایی درون قطره های ریز که برای طبیعت مشکلی ایجاد نکنند، فراهم آورده است.
به تازگی پژوهشگران کشف نموده اند که با بهره گیری از “مینی امولوسیون هایی” (mini-emulsions) که اندازه قطرات موجود در بطن آنان با استفاده از همزن های پر قدرت و پایدار سازی با مولکول های چرب، تا حد ذرات نانو کاهش یافته است می توان ذراتی نانو را برای کاربرد هایی مانند دارو رسانی کنترل شده تولید نمود.
به گفته آقای “الکس وان هرک” (Alex Van Herk) پژوهشگر وابسته به پژوهشکده علوم شیمی و مهندسی “A*STAR“، “در بطن مینی امولسیون های یاد شده هر قطره ریز همانند یک واکنشگاه نانو (nano-reactor) یا به دیگر عبارت سامانه ای مجزا که درآن کلیه اجزای سازنده پلیمر یکجا گرد آوری شده اند عمل می کند. هنگامی که یک رادیکال آزاد بسیار واکنش پذیر داخل چنین قطره ای شود، ریز مولکول های درون قطره به صورت زنجیر هایی به یکدیگر متصل می شوند. واکنشگاه های نانو به گونه ای مستقل از یکدیگر عمل می کنند و تحت این شرایط سرعت واکنش به شدت افزایش می یابد”.
این فرایند “پلیمریزاسیون” صرفا هنگامی عمل می کند که یک رادیکال آزاد وارد واکنشگاه نانو شود و این در حالی است که مولکول های موسوم به آغازگر به تولید رادیکال های آزاد (عمدتاً به شکل زوج) اشتغال دارند. به منظور درک بهتر این گونه حرکات رادیکال ها، آقای “الکس وان هرک ” و همکارانش در هلند و پادشاهی متحده بریتانیا (United Kingdom) به بررسی آثار ناشی از استفاده از آغازگرهایی که مولکول های آب را جذب یا دفع می نمایند پرداختند.
گفتنی است که آغازگران نوعا از کیفیتی انحلال پذیر در آب بر خوردارند و پژوهشگران بر این باورند که آغاز گران به تولید زوج رادیکال های آزاد در آب اشتغال دارند و با ورود یک رادیکال آزاد به درون واکنشگاه ، روند “پلیمریزاسیون” آغاز می گردد. با این وجود، چنانچه آغازگر از مولکولی آبگریز (مانند “لوریل پراکسید”) تشکیل شده باشد، از دیدگاه نظری واکنش شیمیایی صورت نخواهد گرفت زیرا دو رادیکال در فضای محدودی که در اختیار دارند به سهولت با یکدیگر ترکیب می شوند و فرایند “پلیمریزاسیون” مجالی برای شروع نخواهد یافت.
در چنین شرایطی جای بسی شگفتی است که تیم پژوهشگران مووسسه یاد شده دریافتند که بر خلاف نظریه یاد شده، واکنش “پلیمریزاسیون مینی امولسیونی” با استفاده از آغازگرهای “لوریل پراکسید” به سرعت و به طور کامل پیش می رود. در مقام پاسخگویی به این مغایرت، تیم پژوهشگران چنین استنباط نمود که یکی از زوج رادیکال آزاد باید با پیروی از ساز و کاری جایگزین که انتقال زنجیره نام دارد و طی آن یکی از مولکول های آب پیرامون واکنشگاه نانو به ماده ای با رادیکال “هیدروکسیل” تبدیل می گردد از محیط واکنش خارج شود. در چنین اوضاع و احوالی رادیکال باقیمانده موجب تولید ذرات نانوی “لاتکس” (latex nanoparticles) می شود که با اندازه قطره ریز اولیه تناظری یک به یک دارد و این امر از دیدگاه تولید کنندگانی که خواهان پیشگویی ویژگی ها و مشخصات دقیق ریخت شناسی (morphology) محصول واکنش هستند یک مزیت محسوب می شود.
آقای “الکس وان هرک” در دنباله اظهارات خود می افزاید: “صنایع تا کنون اقبالی شایسته و در خور توجه را از فرایند “پلیمریزاسیون مینی امولسیونی” به عمل نیاورده اند که این امر می تواند تا حدودی از ناشناخته ماندن ساز و کار مربوطه و به تبع آن غیر قابل کنترل بودن واکنش ناشی شود. این قبیل یافته ها فرصتی مغتنم را برای ما پدید می آورند تا به طراحی و تولید ذرات نانو با ریخت شناسی اختصاصی مورد نظر از جمله کپسول های نانوی ارزان و مقرون به صرفه توفیق یابیم”.
شرح تصویر: درک چگونگی واکنش ذرات رادیکالی (گوی های سرخ) با مولکول های آب پیرامون خود که موجب پیدایش رادیکال های “هیدروکسیل” می شود و بقایایی آبگریز (به رنگ مشکی) را بر جا می گذارد، به پژوهشگران در زمینه دستیابی به مواد شیمیایی سازگار با محیط زیست یاری می دهد.
