پلیمرهای خودترمیم بر پایه برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان میان سیکلودکسترین و انواع مختلف مولکول‌های مهمان

پلیمرهای خودترمیم، پلیمرهایی هستند که پس از ایجاد شکاف یا ترک بهبود می‌یابند. این خاصیت، باعث افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود. فرایند انتشار ریزترک‌ها در سازه‌های پلیمری ممکن است به ایجاد ترک‌های بزرگ و در نهایت شکست سازه‌ها منجر شود. در نتیجه، خاصیت خودترمیمی یکی از گسترده‌ترین زمینه‌های پژوهشی مواد پلیمری است که موجب ترمیم ریزترک‌ها می‌شود و از شکست سازه‌های پلیمری جلوگیری می‌کند. بدین دلیل، توجه بسیاری از پژوهشگران را جلب کرده است. سازوکار خودترمیمی در این پلیمرها، شکستن پیوند برگشت‌پذیر و اصلاح آن است. معمولاً اعمال محرک خارجی برای انجام اصلاح پیوند و فرایند خودترمیمی ضروری است. پارامترهای اساسی موثر بر فرایند خودترمیمی شامل کارایی بهبود (نسبتی از خواص مکانیکی پیش و پس از بهبود)، سرعت و زمان بهبود و زمان انبارش (مدت زمانی که بخش‌های شکسته‌شده هنوز خاصیت خودترمیمی نشان می‌دهند) هستند. خودترمیمی بر پایه برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان زمانی رخ می‌دهد که دو یا چند قطعه شیمیایی با هم برهم‌کنش غیرکووالانسی دهند. به‌طوری که یک تکه مولکول (مهمان) به‌طور فیزیکی وارد تکه دیگر (میزبان) شده و اتصالات میزبان-مهمان برگشت‌پذیر ایجاد می‌شود و ترمیم رخ می‌دهد. سیکلودکسترین‌ها از جمله موادی هستند که قابلیت ایجاد برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان با مولکول‌های آب‌گریز را دارند. سیکلودکسترین‌ها به‌دلیل زیست‌سازگاری، حل‌پذیری مناسب و قابلیت اصلاح سطح شیمیایی برای تهیه برهم‌کنش‌های میزبان-مهمان مناسب هستند. در این مقاله ویژگی‌ها، سازوکار و روش‌های مختلف تهیه هیدروژل‌های خودترمیم بررسی شده است.

SelfHealing Polymers Based on HostGuest Interactions Between Cyclodextrin and Different Types of Guest Molecules

Selfhealing polymers can spontaneously repair cracks or fractures themselves that this property increases their service life. Propagation of the microcracks in polymer structures may leads to material failure, so the research on selfhealing polymeric materials have attracted significant attention. The fundamental mechanism for selfhealing polymeric materials involves reversible damagerestoring bonds. Usually external stimuli is required to repair the damaged bonds and selfhealing process. There is a number of influential parameters on selfhealing behaviors, including healing efficiency (a ratio of mechanical property measured after and before healing), healing rate, healing times at the same fracture point, and storage time (after which the broken parts still show the healing property). Hostguest interactions occur when two or more chemical species interact with each other via noncovalent bonds. In supramolecular hostguest interactions, one moiety (the guest) is physically inserted to another moiety (the host) and is held together by noncovalent interactions. Since the interactions are reversible, polymer networks constructed by such interactions can exhibit selfhealing properties. Cyclodextrins are suitable resources for preparation of the hostguest interactions because of their biocompatibility, good solubility and the ability for chemical surface modification. The purpose of this paper is to investigate the characteristics, mechanisms and different methods for synthesis of selfhealing polymer hydrogels.