پلیمرهای پاسخگو به کربن دی‌اکسید: 1-مفاهیم بنیادی و دسته‌بندی

سامانه‌های پاسخگو به محرک که قابلیت پاسخگویی به محرک‌های داخلی یا خارجی را از طریق رفتارهای حالت گذار دارند، از زمینه‌های علمی مورد توجه در عرصه مواد هوشمند هستند. در سال‌های اخیر، استفاده از کربن دی‌اکسید (co2) به‌عنوان محرک در سامانه‌های هوشمند توجه زیادی را جلب کرده است. زیرا این ماده ارزان، در دسترس و در طبیعت فراوان است. برخی از مواد پاسخگو به co2 شامل پلیمرها، لاتکس‌ها، حلال‌ها، حل‌شونده‌ها، ژل‌ها، عوامل سطح‌فعال و کاتالیزگرها هستند. مواد پاسخگو به co2 تغییر حالت برگشت‌پذیر (از حالت خنثی به باردار یا برعکس) در پاسخ به تغییرات محیطی نشان می‌دهند. ویژگی بسیار مهم این سامانه‌ها، انباشته نشدن co2 در طول حالت‌های گذار در سامانه‌ طی چرخه‌های تکرارشونده است. شرط پاسخگوبودن به co2 در سامانه‌ها، وجود بخش‌های پاسخگو به co2 در ساختار مواد است. این بخش‌ها می‌توانند عامل سطح‌فعال، مونومر، آغازگر یا حلال باشند. در کار حاضر، ابتدا به شرح مفاهیم شیمیایی گروه‌های عاملی پاسخگو به co2 و ارائه اصول اساسی پاسخگویی به co2 پرداخته می‌شود. در میان مواد پاسخگو به co2 که توسعه یافته‌اند، مواد بر پایه پلیمر از اهمیت خاصی برخوردارند. بنابر این در ادامه برخی از کاربردها، شامل سامانه‌های پلیمرهای پاسخگو به co2، مرور می‌شوند.

CO2Responsive Polymers. Part I. Fundamental Concepts and Classification

Stimuliresponsive systems, which have the ability to respond to external or internal stimuli through transition behaviors, constitute the most exciting scientific areas of smart materials. In recent years, the use of carbon dioxide (CO2), as a trigger in smart systems, has received great attention because it is inexpensive, available and abundant in nature. Some of various CO2responsive materials include polymers, latexes, solvents, solutes, gels, surfactants, and catalysts. CO2responsive materials reveal a reversible transition state (from neutral to charge state and vice versa) in response to environmental changes. The most important feature of these systems is that, during these transitions CO2 does not accumulate in a system upon repeated cycles. To have CO2responsiveness in systems, CO2responsive moieties are required in the structure of materials; these moieties can be a surfactant, monomer, initiator or solvent. Therefore, in this review, we start from recalling the chemical concepts of the CO2responsive functional groups as well as presenting the fundamental principles of CO2responsivity. Since, among the CO2responsive materials that have been developed, polymerbased materials are of particular interest, in continue, we have provided some examples of systems including CO2responsive polymers.