Home arrow สิ่งประดิษฐ์์ arrow โพลิเมอร์จำรูป
Home    Contacts



โพลิเมอร์จำรูป PDF พิมพ์

โพลิเมอร์จำรูป เป็นพลาสติกพิเศษที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างตอบสนองต่ออุณหภูมิ อาจมีหนทางนำไปใช้ประโยชน์ได้ในแหล่งที่มีสภาพอากาศแตกต่างกัน ตั้งแต่ระดับอบอุ่นและชื้นของสภาพเลือดมนุษย์ไปจนถึงเย็น ชื้นแฉะ และลมแรงของสภาพบนยอดเขา พลาสติกเหล่านี้มีความจำที่ทำให้มันสามารถถูกเปลี่ยนไปอยู่ในรูปลักษณะหนึ่งเป็นการชั่วคราว แล้วเปลี่ยนกลับสู่รูปลักษณะเดิมได้ เมื่อได้รับความร้อน

    Shirnk-wrap เป็นตัวอย่างหนึ่งที่คุ้นเคยกันดีของโพลิเมอร์จำรูป

 กลางทศวรรษที่ 80 นักวัสดุศาสตร์ นักเคมี และวิศวกรได้มุ่งมั่นที่จะพัฒนาโพลิเมอร์จำรูปให้เป็นวัสดุฉลาด (smart material) ซึ่งเป็นวัสดุที่จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมได้ตมต้องการ วัสดุที่มีสมบัติจำรูปนี้ไม่ใช่ของใหม่ ในช่วงทศวรรษที่ 30 มีการค้นพบเช่นกันว่า สารประกอบพวกโลหะก็สามารถแสดงสมบัติจำรูปได้ พวกโลหะผสม เช่น นิกเกิล-ไทเทเนียม ได้ถูกนำมาใช้เป็นแอคชูเอเตอร์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น ลวดดัดฟัน และวัสดุฝังในหลอดเลือด ฯลฯ

ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าอุณหภูมิทรานซิชัน โลหะจำรูปเหล่านี้จะสามารถดัดงอให้เป็นรูปต่าง ๆ ได้ และจะกลับคืนสู่รูปเดิม เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิทรานซิชัน แม้ว่าโลหะจำรูปจะถูกนำไปใช้งานด้านต่าง ๆ อย่างหลากหลาย แต่มีข้อเสียบางประการทั้งในเรื่องราคาที่ค่อนข้างแพง ความจำกัดในการเปลี่ยนรูปที่ทำได้สูงสุดเพียงแค่ร้อยละ 8 กระบวนการใช้เวลามากและใช้อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ตัววัสดุไม่สามารถสลายได้ทางชีวภาพ

 ในทางตรงกันข้าม โพลิเมอร์จำรูปมีความสามารถปรับเปลี่ยนรูปได้สูงกว่าการขึ้นรูปเป็นแบบต่าง ๆ ทำได้ง่าย มีการคงรูปดี และยังสามารถปรับเปลี่ยนอุณหภูมิทรานซิชัน และสมบัติทางเชิงกลได้ในช่วงกว้าง เพียงแค่ปรับเปลี่ยนโครงสร้างหรือองค์ประกอบทางเคมีเพียงเล็กน้อย

        สมบัติการจำรูปของโพลิเมอร์เป็นผลเนื่องมาจากโครงสร้างของมัน ที่ต้องมีลักษณะ 2 ประการ คือ ต้องมีส่วนของโพลิเมอร์ที่มีอุณหภูมิทรานซิชันอยู่ในช่วงที่สนใจและมีโครงสร้างเชื่อมโยงของโมเลกุล เพื่อทำให้มันมีรูปร่างถาวรคงรูปอยู่ได้ โพลิเมอร์จำรูปอาจเป็นได้ทั้งเทอร์โมพลาสติกอิลาสโตเมอร์ (ซึ่งจะอ่อนนุ่ม เมื่อได้รับความร้อน และแข็งตัวเมื่อเย็นลง) หรือเทอร์โมเซ็ต (ซึ่งจะแข็งตัวหลังจากได้รับความร้อน และเมื่อเย็นตัวลงจะไม่สามารถหลอมละลายได้อีก) ขึ้นอยู่กับชนิดของการเชื่อมโยงของโมเลกุล

   โพลิเมอร์จำรูปที่สลายตัวได้ตามชีวภาพน่าจะใช้เป็นวัสดุฝังที่ดี วัสดุฝังที่แต่เดิมมีขนาดใหญ่ จะถูกเปลี่ยนเป็นขนาดเล็กได้ ซึ่งสามารถฝังลงในตำแหน่งที่ต้องการ โดยใช้ท่อนำส่ง หลังจากนั้นวัสดุจึงค่อยขยายตัวในรูปลักษณะที่ต้องการ วัสดุนี้จะสลายตัวภายในช่วงเวลาที่กำหนด ทำให้ไม่มีความจำเป็นต้องทำการผ่าตัดซ้ำสอง

 ในกรณีของ stent ซึ่งเป็นวัสดุฝังในหลอดเลือด ทำหน้าที่ขยายหลอดเลือดที่ตีบตัน เพื่อเปิดทางไหลของเลือด การสลายตัวของวัสดุจะทำให้เนื่อเยื่อกลับคืนสู่สภาพเดิมได้เต็มที่

ความสามารถในการจำรูปของโพลิเมอร์พัฒนามาจากบล็อคโคโพลิเมอร์แบบเส้นตรง ซึ่งเกิดจากส่วนของโพลิเมอร์คนละชนิดมาต่อเชื่อมกันแบบเส้นตรง ทีมวิจัยจากญี่ปุ่นได้สังเคราะห์ส่วนของโพลิยูริเธน ซึ่งประกอบด้วยส่วนที่มีความแข็ง โดยจะเป็นจุดที่เกิดการเชื่อมโยงโมเลกุลทางกายภาพ และส่วนที่มีสมบัติอ่อนนุ่มยืดหยุ่นได้ ซึ่งเป้นส่วนที่ทำหน้าที่จำรูป

อุณหภูมิทรานซิชันของโพลิยูริเธนจะสามารถปรับได้ตั้งแต่ -30 ถึง70 องศาเซลเซียส แม้ว่าตัววัสดุจะง่ายในการขึ้นรูป มีสมบัติทางเคมีที่ดี มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ราคาค่อนข้างถูก และสามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้ถึง 400% แต่มีข้อด้อยอย่างหนึ่งคือ มีค่าแรงคืนตัวต่ำ การนำไปใช้จึงจำกัดเฉพาะสถานการณ์ที่วัสดุเหล่านี้ เมื่อคืนตัวไม่จำเป็นต้องใช้แรงมาก เพื่อดันสิ่งกีดขวาง

 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >
สถิติผู้เยี่ยมชม: 43496985
ขณะนี้มี 2 บุคคลทั่วไป ออนไลน์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!