فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: هیدروژل‌ها به‌عنوان شبکه‌های پلیمری آب‌دوست، به دلیل زیست‌سازگاری و انعطاف‌پذیری کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های پزشکی و مهندسی دارند. با این حال، ضعف در خواص مکانیکی، استفاده از آن‌ها را در کاربردهای مبتنی بر تحمل بار محدود کرده است. یکی از راهکارهای پژوهشگران برای غلبه بر این چالش، استفاده از نانوپرکننده‌ها است که در میان آن‌ها، چارچوب‌های فلز-آلی (MOFs) گزینه‌ای امیدوارکننده هستند. روش: در این مطالعه، از ZIF-8 به‌عنوان نانوپرکننده در ماتریس هیدروژل پلی‌آکریل‌آمید (PAAm) استفاده شد. روش سنتز ZIF-8 در دمای اتاق، مقرون‌به‌صرفه و سازگار با شرایط ملایم بود. یافته ¬¬ ها: آنالیزهای SEM و XRD تأیید کردند که ZIF-8 بدون تخریب ساختار کریستالی خود، به‌خوبی در ماتریس پلیمری توزیع شده است. همچنین، طیف‌های FTIR برهمکنش‌های فیزیکی بین نانوذرات و زنجیره‌های پلیمری را نشان دادند. هم¬چنین نتایج آزمون‌های مکانیکی بهبود چشم¬گیری را در استحکام کامپوزیت‌ها گزارش کردند. افزودن تنها ۳ درصد وزنی ZIF-8 منجر به افزایش ۳۰۰۰ درصدی استحکام فشاری نسبت به هیدروژل خالص شد. علاوه بر این، نمونه‌های حاوی کمتر از ۱۰ درصد وزنی ZIF-8 توانستند کرنش‌های فشاری بالای ۹۰ درصد را بدون شکست تحمل کنند، که نشان‌دهنده حفظ انعطاف‌پذیری همراه با استحکام است. این بهبود به¬ دلیل اثر تقویت‌کنندگی نانوذرات و توزیع یکنواخت تنش در شبکه پلیمری است. نتیجه¬ گیری: ¬یافته‌های این پژوهش ثابت می‌کند که ترکیب هیدروژل‌ها با چارچوب‌های فلز-آلی مانند ZIF-8 می‌تواند محدودیت‌های مکانیکی آن‌ها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهد. این راهبرد نه ‌تنها کاربرد هیدروژل‌ها را در شرایط تحمل بار گسترش می‌دهد، بلکه امکان طراحی مواد نرم با قابلیت‌های چندمنظوره را نیز فراهم می‌کند.