الیاف نانوی پلی آنیلین
الیاف نانویی پلی آنیلین یکی از درجات ویژه پلی آنیلین می باشند که در واقع نوعی پلیمر است که از مونومرهای آنیلین ساخته شده است و به عنوان رشته های بلندی با قطر متوسط از ۳۰ تا ۱۰۰ نانومتر شناخته می شود. پلی آنیلین نیز یکی از قدیمی ترین پلیمرهای رسانا بوده که بیش از ۱۵۰ سال از شهرت
بسیار زیادی برخوردار بوده است و الیاف نانویی این ماده معمولاً به دلیل توانایی خود در بهبود خواص این پلیمر و یا سایر خواص دیگر همانند ایجاد ساختارهای نانو برای مواد پلیمری مورد تحقیق و بررسی قرار می‌گیرد. ویژگی هایی که باعث می‌شوند تا پلی آنیلین به عنوان یک گزینه کاربردی معرفی شود در الیاف نانوی این مواد نیز دیده می شود همانند سنتز آسان، پایداری محیطی و همچنین ایجاد ناخالصی های اسید و بازی ساده و یا عکس آن در حوزه شیمی. تمامی موارد یاد شده و سایر خواص منجر به شکل‌گیری مصارف بسیار متفاوتی برای الیاف نانوی این ماده شده اند همانند عملگرها، دستگاه‌های دارای حافظه و سنسورها.
الیاف نانوی پلی آنیلین چگونه سنتز می شود؟
روش هایی که برای بسپارش الیاف یادشده به کار برده می شوند عبارتند از بسپارش اکسیداتیو شیمیایی، سنتز بخش های مشترک و متد های ترکیبی سریع و سایر روش هایی که از مصرف بسیار کمتری برخوردارند نیز عبارتند از بذرافشانی الیاف نانو، سنتز الکترونیکی، الکتروریسی و همچنین انجام بسپارش در محلولهای رقیق آنیلین.
بسپارش اکسیداتیو شیمیایی
بسپارش اکسیداتیو شیمیایی روشی معمول و سنتی برای بسپارش آنیلین در حجم بسیار بزرگ است و زمانی که این ماده با یک اکسایش گر در یک محلول اسیدی ترکیب می‌شود بسپارش رخ میدهد. مهمترین پارامتری که باید در این متد برای سنتز الیاف نانوی پلی آنیلین مورد توجه قرار گیرد این است که هسته زایی همگن بر هسته زایی غیر همگن یا نامتجانس برتری دارد. هسته زایی همگن زمانی اتفاق می‌افتد که هسته به صورت ناگهانی در محلول شکل می گیرد و این درحالی است که هسته زایی ناهمگن زمانی اتفاق می‌افتد که هسته در سایر نمونه ها و گونه ها رشد می کند. در مراحل اولیه بسپارش فقط الیاف نانو شکل می گیرند زیرا هیچ‌گونه هسته ناهمگنی برای هسته زایی وجود ندارد و این در حالی است که اگر کنترل بر واکنش وجود نداشته باشد هسته های ناهمگن غلبه خواهند کرد و این درحالی است که پلی آنیلین به روی ذرات موجود رشد می کند و نوعی انباشتگی و یا تراکم غیرقابل بازگشت را به وجود می‌آورد. این واکنش می‌تواند به صورت کلی مزایای بسیاری برای هسته زایی همگن داشته باشد و این کار نیز از طریق افزایش سرعت واکنش، دمای واکنش و همچنین امکان انجام واکنش بدون ترکیب و یا آمیختگی انجام می گیرد. علاوه بر آن این امکان وجود دارد که قطر الیاف نانو پلیمر یاد شده را توسط اسید انتخاب شده تغییر داد به عنوان مثال هیدروکلریک اسید انواعی از الیاف نانو را با قطر حدود ۳۰ نانومتر تولید می‌کند و این در حالی است که کامفور سولفونیک اسید و پرکلریک اسید انواعی از الیاف با قطر ۵۰ و ۱۲۰ نانومتر را به ترتیب تولید می کند. در شرایط نرمال سنتز انواعی از مشتقات این ماده همانند آنهایی که با الکیل و یا فلوئورو جایگزین می‌شوند نمی‌توانند شکل فیبری مشخصی داشته باشند و این در حالی است که حضور الیگومر های آنیلین باعث می‌شود تا فیبرهای نانو در انواع ویژه ای از مشتقات این ماده بتوانند سنتز شود. اگرچه رایج‌ترین اکسید کننده با نام ammonium peroxydisulfate (APS) شناخته می‌شود اما می‌توان از گروه‌ها و یا انواع متفاوتی نیز استفاده کرد و مطالعه ای نشان می دهد که استفاده از پتاسیم بی یودات به عنوان یک اکساینده می‌تواند منجر به ایجاد الیاف نانویی بلندتری از پلی انیلین شود که علاوه بر آن بلورینگی بیشتری داشته و از رسانایی الکتریکی بیشتری نیز برخوردارند.
سنتز بخش‌های مشترک
در روش بسپارشی سنتز بخش‌های مشترک بسپارش در بخش میانی بین لایه های ارگانیک و ابی اتفاق می‌افتد و یک واکنش معمول شامل یک محلول آبی از اسید و اکسنده و همچنین یک لایه ارگانیک از آنیلین می‌شود. این حالت باعث می شود تا بخش میانی واکنشگر برای بسپارش به وجود بیاید و در حالیکه بسپارش همچنان پیشرفت می کند الیاف نانو پلی آنیلین در لایه منتشر می شوند و نوعی لایه واکنشگر را به وجود می‌آورند که این خود منجر به آن می‌شود که هسته زایی همگن همچنان ادامه پیدا کند. شرایط موجود در سنتز بخش‌های میانی را می توان تنظیم کرد همانند نوع اسید به کار برده شده و یا اکسنده ای که مورد استفاده قرار گرفته است.
واکنش های ترکیبی سریع
امکان سنتز الیاف نانوی پلی آنیلین از طریق واکنش های ترکیبی سریع نیز وجود دارد و در این روش از رشد بیش از اندازه پیشگیری می‌شود که می‌تواند با قطع ناگهانی بسپارش پس از تشکیل الیاف نانویی باعث شود تا طبیعت این الیاف به خطر بیفتد. این مورد با ترکیب سریع مونومر آنیلین و یک محلول آغاز کننده انجام می گیرد و در ابتدای واکنش، ماده آغاز کننده به سرعت مصرف شده و از بین می‌رود و این درحالی است که الیاف نانو شکل می گیرد. زمانی که مقدار ماده آغازکننده به صفر برسد سنتز پلی آنیلین نیز قطع خواهد شد.
از الیاف نانویی پلی آنیلین به منظور تولید چه محصولاتی استفاده می شود؟
