اعلام جامعة بابل | مناقشة أطروحة دكتوراه حول تحسين الأداء الثرموكرومي للبوليمرات الذكية

مناقشة أطروحة دكتوراه حول تحسين الأداء الثرموكرومي للبوليمرات الذكية

نشر بواسطة : نورا كاظم بيرماني

تاريخ الخبر : 21/9/2025

عدد المشاهدات : 608

مناقشة أطروحة دكتوراه حول تحسين الأداء الثرموكرومي للبوليمرات الذكية
ناقش قسم هندسة البوليمر والصناعات البتروكيمياوية في كلية هندسة المواد أطروحة الدكتوراه للباحثة الطالبة هبة عماد عبد الكريم الموسومة:
"المركبات البوليمرية السائلة الثرموكرومية: المحاكاة الفيزيائية، التحضير والتوصيف"
"Thermochromic Liquid Crystalline Polymeric Composites: Physical Simulation, Fabrication and Characterization"
اشراف كل من:
الأستاذ الدكتور عودة جبار بريهي
الأستاذ الدكتور علي صلاح حسن
ترأس لجنة المناقشة: الأستاذ الدكتور نجم عبد الأمير سعيد
تناولت الأطروحة تطوير مواد مركبة بوليمرية ذكية قائمة على بولي داي أستيلين (PDA)، تتميز بخاصية التحول اللوني الحراري (من الأزرق إلى الأحمر)، وذلك من خلال إضافة مواد خافضة للتوتر السطحي (SDS, CTAB, Triton X-100)، وأكاسيد نانوية (ZnO, TiO?)، وخلطات من البلورات السائلة (COC, CP, CB)، سواء بشكل منفصل أو بنظام هجين.
لقد حظيت البوليمرات الثرموكرومية باهتمام واسع في التطبيقات الطبية الحيوية مثل المراقبة، العلاج، أنظمة توصيل الدواء، أجهزة الاستشعار الحيوية، ورعاية المرضى نظرًا لقدرتها على الاستجابة للتغيرات الحرارية بشكل عكسي أو غير عكسي. غير أنّ بولي داي أسيتيلين (PDA) يعاني من ارتفاع مجال التحول اللوني (60–70 oم) وضعف في قابلية الانعكاس، مما يحد من استخدامه في تتبع درجات الحرارة أو الاستشعار الدقيق. ولتجاوز هذه القيود، تم إدخال المواد الخافضة للتوتر السطحي، وأكاسيد المعادن النانوية، والبلورات السائلة (LCs) بشكل منفصل أو مشترك أثناء بلمرة 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) بالأشعة فوق البنفسجية عند طول موجي 254 nm. وقد شملت الإضافات ثلاثة أنواع من المواد الخافضة للتوتر السطحي (SDS، CTAB، Triton X-100) بنسب مختلفة، وأكاسيد معدنية (ZnO وTiO?)، بالإضافة إلى خلطات من البلورات السائلة (COC، CP، CB). تم توصيف العينات باستخدام تقنيات UV–Vis، Raman، FTIR، SEM، قياس حجم الجسيمات، جهد زيتا، اختبار الصلادة السطحية (Scratch Hardness)، وتحليل CIE-Lab، إضافةً إلى محاكاة باستخدام نظرية الكثافة الوظيفية (DFT/B3LYP/6-311G(d,p)) لدراسة الخصائص الهندسية والإلكترونية والطاقة.
أظهر الـ PDA النقي استقرارًا في الطور الأزرق دون تحولات ملحوظة تحت °C 40، مع تحول واضح من الأزرق إلى الأحمر في المجال 60–70 oم ، وهو ما أكدته نتائج CIE-Lab. كشفت أطياف UV–Vis عن انتقال الامتصاص من 636 nm عند درجة حرارة الغرفة إلى 544 nm عند 70 oم ، بينما أظهر FTIR تحولًا في رابطة C?C من 2075 cm?¹ إلى 2214 cm?¹، وأكد Raman حدوث تغيرات في شدة الروابط المرتبطة بانقطاع الامتداد المترافق (?-conjugation). كما عززت إضافة PCDA إلى أغشية PVA الخواص الميكانيكية (الشد، الصلابة، الاستطالة، والمتانة)، حيث سجلت أفضل أداء عند العينات النقية، بينما ارتفعت الصلادة السطحية من 70.7 MPa إلى 144.7 MPa.
أظهرت المواد الخافضة للتوتر السطحي تحسينًا ملحوظًا في الحساسية الثرموكرومية؛ إذ أدت إضافة CTAB إلى أوضح التحولات (?E = 33.72)، مقارنةً بـ Triton X-100 وSDS. بيّنت FTIR أن CTAB يمتلك تأثيرًا بنيويًا أعمق بسبب بنيته الضخمة التي تمنح المرونة وتخفض عتبة التحول، في حين أظهر تحليل زيتا أن SDS عزز الاستقرار الغرواني (حتى –46.4 mV)، بينما غيّر CTAB الشحنة إلى (+42.7 mV).
أما الجسيمات النانوية، فقد حسّنت الأداء الحراري والإلكتروني للـ PDA، حيث كان ZnO أكثر ملاءمة للتحولات العكسية (?E = 28.68) وTiO? أكثر فاعلية للتحولات غير العكسية (?E = 34.90). وقد حققت الأنظمة الهجينة (جسيمات نانوية + مواد خافضة للتوتر السطحي) تحسينات تآزرية؛ إذ أظهر نظام PDA/ZnO/SDS أقوى استجابة لونية (?E = 39.18).
جنان العبيدي
تصوير احمد حسين