هیبریدهای آلی - معدنی دسته جدید ی از موادند که اخیرا در حوزه علم نانومواد توجه ویژه ای را به خود جلب نموده اند. این مواد می توانند از طریق ترکیب پلیمرهای آلی و معدنی توسط فرآیند سل – ژل تهیه شوند. در این تحقیق پوشش های نانوکامپوزیتی هیبریدی ضد الکتریسیته ساکن بر پایه اپوکسی - سیلیکا با روش سل- ژل تهیه گردید و برروی بستر آلومینیومی و شیشه ای با روش پوشش دهی غوطه وری و استفاده از فیلم کش پوشش داده شد. سل هیبریدی توسط واکنش آبکافت و تراکم پیش سازه های آلی-معدنی gptms وtmos در حضور کاتالیزور اسیدی و eda به عنوان عامل شبکه ای کننده تهیه شد. جهت ایجاد خواص رسانایی این پوشش ها از نانوذرات نیمه رسانای ito استفاده شد که بدلیل داشتن خواص رسانایی فوق العاده و شفافیت بالا در پوشش ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. جهت برهمکنش بهتر و بهبود توزیع نانوذرات با ماتریس پلیمری، نانوذرات با روش خاص اصلاح سطح شدند. همچنین در دسته دیگر از نمونه ها، از ترکیبات قطبی آمینی مختلف جهت افزایش خاصیت رسانایی استفاده گردید و نتایج این پوشش ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پوشش های هیبریدی حاصل به طور چشمگیری می تواند باعث افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی و همچنین باعث کاهش مقاومت الکتریکی سطحی شود. استفاده از این پوشش ها به عنوان پوشش ضد الکتریسیته ساکن و شفاف نوری می باشد که کاربرد آنها را در صنعت نوری، صنعت نساجی، سلول های خورشیدی، در صفحه نمایشگر و ورقه ها جهت ایجاد خاصیت ضد الکتریسیته ساکن، الکترودهای شفاف و همچنین در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی فراهم کرده است. تصاویر حاصل از بررسی مورفولوژی سطح آنها موید داشتن پوششی یکنواخت روی سطح بستر بود. بررسی خواص مکانیکی این پوشش ها نشان داد که پوشش های فوق دارای چسبندگی بسیار عالی به بستر و نیز انعطاف پذیری خوبی هستند. نتایج حاصل از آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ابعاد نانوذرات ito کمتر از 50 نانومتر است. همچنین تصاویر حاصل از تکنیک eds عناصر si، in و sn و توزیع یکنواخت ذرات را در پوشش ها را تایید کردند. زبری سطحی این پوشش ها توسط آزمون afm زیر 30 نانومتر گزارش شد.هیبریدهای آلی - معدنی دسته جدید ی از موادند که اخیرا در حوزه علم نانومواد توجه ویژه ای را به خود جلب نموده اند. این مواد می توانند از طریق ترکیب پلیمرهای آلی و معدنی توسط فرآیند سل – ژل تهیه شوند. در این تحقیق پوشش های نانوکامپوزیتی هیبریدی ضد الکتریسیته ساکن بر پایه اپوکسی - سیلیکا با روش سل- ژل تهیه گردید و برروی بستر آلومینیومی و شیشه ای با روش پوشش دهی غوطه وری و استفاده از فیلم کش پوشش داده شد. سل هیبریدی توسط واکنش آبکافت و تراکم پیش سازه های آلی-معدنی gptms وtmos در حضور کاتالیزور اسیدی و eda به عنوان عامل شبکه ای کننده تهیه شد. جهت ایجاد خواص رسانایی این پوشش ها از نانوذرات نیمه رسانای ito استفاده شد که بدلیل داشتن خواص رسانایی فوق العاده و شفافیت بالا در پوشش ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. جهت برهمکنش بهتر و بهبود توزیع نانوذرات با ماتریس پلیمری، نانوذرات با روش خاص اصلاح سطح شدند. همچنین در دسته دیگر از نمونه ها، از ترکیبات قطبی آمینی مختلف جهت افزایش خاصیت رسانایی استفاده گردید و نتایج این پوشش ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پوشش های هیبریدی حاصل به طور چشمگیری می تواند باعث افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی و همچنین باعث کاهش مقاومت الکتریکی سطحی شود. استفاده از این پوشش ها به عنوان پوشش ضد الکتریسیته ساکن و شفاف نوری می باشد که کاربرد آنها را در صنعت نوری، صنعت نساجی، سلول های خورشیدی، در صفحه نمایشگر و ورقه ها جهت ایجاد خاصیت ضد الکتریسیته ساکن، الکترودهای شفاف و همچنین در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی فراهم کرده است. تصاویر حاصل از بررسی مورفولوژی سطح آنها موید داشتن پوششی یکنواخت روی سطح بستر بود. بررسی خواص مکانیکی این پوشش ها نشان داد که پوشش های فوق دارای چسبندگی بسیار عالی به بستر و نیز انعطاف پذیری خوبی هستند. نتایج حاصل از آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ابعاد نانوذرات ito کمتر از 50 نانومتر است. همچنین تصاویر حاصل از تکنیک eds عناصر si، in و sn و توزیع یکنواخت ذرات را در پوشش ها را تایید کردند. زبری سطحی این پوشش ها توسط آزمون afm زیر 30 نانومتر گزارش شد.

سنتز پلیمرهای سوپرامولکولی و بررسی رفتار آمیزه های آن ها در این پروژه گزارش شده است. پلی کاپرولاکتون دی ال (pcl(oh) 2 ) و پلی تتراهیدروفوران دی ال (pthf(oh) 2 ) با گروه های برقرار کننده پیوند هیدروژنی چهارگانه یوریدوپریمیدینون (upy)عامل دار شدند و سپس به روش حلالی، آمیزه هایی با نسبت های 3:1، 1:1 و 1:3 از آن ها تهیه شد. رفتار حرارتی و خواص مکانیکی آمیزه ها با استفاده از تکنیک های گرماسنجی روبشی گرمایی و آزمون خواص مکانیکی در مد کشش، بررسی و با خواص هوموپلیمرهای سازنده آن ها مقایسه و مشخص شد دمای عبور شیشه ای آمیز ها به دمایی بین دمای عبور شیشه ای ثبت شده برای هریک از دو پلیمر سوپرامولکولی خالص منتقل می شود. همچنین ثابت شد در اثر آمیزه-سازی، استحکام کششی pthf(upy)2 تا بیش از 2 برابر مقدار اولیه افزایش می یابد. ساختار فازی آمیزه ها با استفاده از آزمون afm مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد عامل دار کردن اجزای آمیزه با گروه های upy سبب بهبود قابل ملاحظه سازگاری فازی در آمیزه ها می شود. به منظور فهم بهتر ساختار این سوپرامولکول ها و درک ارتباط میان ساختار و خواص آن ها، خواص رئولوژیک پلیمرهای خالص و آمیزه ها با طراحی و اجرای آزمون مد برشی نوسانی مطالعه شد. از مجموعه آنالیزهای به عمل آمده می توان به این نتیجه جالب توجه رسید که روند تغییرات گرمای ذوب و مدول ذخیره در ناحیه مسطح در منحنی های جامع رئولوژی (منحنی های جامع مدول ذخیره بر حسب فرکانس) مربوط به انباشتگی دیمرهای upy-upy، به گونه ای است که بیشترین مقدار مربوط به pthf(upy)2 و پس از آن به ترتیب آمیزه های b50، b25، b75 و کمترین مقدار مربوط به pcl(upy)2 می باشد. به این ترتیب می توان نتیجه گیری کرد که تجمعات upy-upy و همچنین انباشتگی اتصالات upy-upy که بین گروه های upy در انتهای زنجیرهای pcl(upy)2، در انتهای زنجیرهای pthf(upy)2 و یا یک زنجیر pcl(upy)2 و یک زنجیر pthf(upy)2 تشکیل می شوند دارای انرژی های متفاوتی هستند. از آن مهم تر اینکه درصد هریک از این حالات ممکن می تواند با توجه به ترکیب درصد اجزای آمیزه تغییر کند. بنابراین می توان خواص مکانیکی را با استفاده از آمیزه سازی در محدوده مورد نیاز تثبیت نمود. با توجه به آنکه قبلاً زیست سازگاری پلیمرهای سوپرامولکولی و بویژه پلی کاپرولاکتون سوپرامولکولی گزارش شده است، می توان از استراتژی آمیزه سازی برای ساخت قطعات مورد نیاز در کاربردهای پزشکی و مهندسی بافت بهره برد.

چکیده طراحی، ساخت و هویت یابی لنزهای سخت مورد استفاده در ترمیم عیب های ناشی قوزقرنیه چشم هدف این تحقیق بوده است. سنتز لنز ها با استفاده از روش پلیمرشدن، توده- رادیکال آزاد انجام پذیرفت از مونومرهای تری متوکسی سیلیل پروپیل متاکریلات با هدف تامین تراوایی اکسیژن ، از 2- هیدروکسی اتیل متاکریلات به عنوان مونومر آبدوست برای کاهش آبگریزی، از پلی هدرال الیگومریک سیل-سسکویی اکسان با ساختار قفسی به عنوان ماده شبکه ای کننده ، از متیل متاکریلات برای ایجاد مقاومت مکانیکی و شیمیایی، دی متیل-ایتوکونات برای افزایش آبدوستی و افزایش مقاومت در برابر خراش، دی اتیلن گلیکول دی متاکریلات به عنوان شبکه ای کننده وبهبود دهنده ی قابلیت ماشین کاری و از ازوبیس ایزوبوتیرونیتریل به عنوان آغازگر واکنش برای ساخت لنز استفاده شد. پارامترهای سینتیکی واکنش با استفاده از روش کمال محاسبه شد. برای بررسی تاثیر اجزای سازنده بر آبدوستی، سختی سطح و مقدارجذب آب از طراحی آزمایش به روش تاگوچی استفاده گردید. سختی سطح نمونه ها به روش دیورمتر و مقیاسshore d اندازه گیری شد. مونومر سیلیکون- آکریلاتی باعث کاهش سختی، متیل متاکریلات باعث افزایش سختی، دی متیل ایتوکونات باعث افزایش سختی و poss هم باعث افزایش سختی نمونه ها شد. تاثیر اجزای سازنده بر آبدوستی نیز با روش اندازه گیری زاویه تماس بررسی شد که مونومر سیلیکون- آکریلاتی باعث کاهش آبدوستی، متیل متاکریلات باعث کاهش آبدوستی، دی میتل ایتوکونات باعث افزایش آبدوستی، poss باعث کاهش آبدوستی وhema باعث افزایش آبدوستی شد. تماس لنزها با اشک چشم و نفوذ آب به داخل آنها باعث تغییر ابعاد و کاهش خواص مکانیکی مورد نیاز می شود. به منظور بررسی تاثیر هر یک از اجزای سازنده بر جذب آب نمونه ها، آزمون جذب آب انجام شد. مقدار جذب آب اندازه گیری شده برای نمونه ها از نظر آماری ناچیز بوده است. مقدار عبور نور در محدوه یِ طیف مرئی برای نمونه ها بیشتر از 92 درصد بوده است. افزایش مقدار پلی هدرال الیگومریک سیل-سسکویی اکسان تا 3 درصد باعث افزایش مقدار تراوایی نور مرئی و افزایش بیشتر آن باعث کاهش مقدار تراوایی شده است. در نهایت زیست سازگاری نمونه ها با دو روش تماس مستقیم و روش عصاره گیری بررسی شد که با توجه به رشد سلول ها در عصاره های بدست آمده و روی نمونه ها سمیتی در نمونه ها مشاهده نشد.

در این تحقیق پلی یورتان اوره(puu) برپای? پلی کاپرولاکتون با جرم مولکولی 2000da بدون استفاده از زنجیرافزاینده سنتز شد. برای افزایش زیست سازگاری پلیمر سنتزی، اصلاح سطح با کمک آمینولیز و تثبیت کوالانسی ژلاتین به سطح پلیمر بکار رفت. برای اثبات واکنش آمینولیز از روش های طیف نمایی فرابنفش، atr-ftir و رنگ سنجی نین هیدرین استفاده شد که تمامی آن ها واکنش آمینولیز را تایید کردند. برای هویت یابی سطح اصلاح شده با ژلاتین از روش های atr-ftir، زتاپتانسیل، نین هیدرین، edxa و زاویه تماس استفاده شد. تمامی آزمون ها، حضور ژلاتین روی سطح پلیمر را تایید کردند. خواص مکانیکی و حرارتی نمونه ها پس از اصلاح، با آزمون های تنش- کرنش، آزمون دینامیک-مکانیکی و گرماسنجی پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه نانوکامپوزیت پلی(یورتان اوره) با استفاده از نانوذرات تری کلسیم فسفات (tcp) در درصدهای 1%، 3% و 5% تهیه و سپس اصلاح سطح روی نمونه های کامپوزیت تکرار شد. چگونگی پخش ذرات نانو در ماتریس پلیمر دستگاه sem و آزمون edxa مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل، پخش خوب نانوذرات در ماتریس پلیمری را نشان داد. برای مقایس? تاثیر آب دوستی و زیست فعال بودن سطح بر رفتار سلولی علاوه بر زیست مولکول ژلاتین که هر دو مشخصه را داراست، پلی اتیلن گلیکول(2000da) بر سطح پلیمر پیوند زده شد. ابتدا پلی اتیلن گلیکول (peg) تک عاملی از طریق واکنش استالیزاسیون برای تولید peg-cho تهیه شد. برای اثبات واکنش استیلاسیون، از معرف 2و4 دی نیتروفنیل هیدرازین استفاده شد. همچنین، طیف نمایی ftir صحت واکنش عامل دار شدن peg با cho رااثبات کرد. سپس، peg-choروی سطحpuu آمینولیز شده، تثبیت شد. طیف نمایی atr-ftir افزایش شدت پیک مشخص? اتر در 1100cm-1 را تایید کرد. به منظور بررسی زیست سازگاری، عکس العمل سلول های زنده نسبت به نمونه های تهیه شده، با روش کشت سلولی و آزمون mtt مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در نمونه اصلاح شده با ژلاتین چسبندگی و تکثیر سلولی بخوبی صورت گرفته است. در مورد پلی اتیلن گلیکول نسبت به سایر نمونه های اصلاح شده تکثیر سلولی کمتری مشاهده شد که دلیل آن می تواند جذب زیاد آّب توسط این مولکول و در نتیجه جنبش مولکولی بالای آن باشد که مانع چسبندگی و تکثیر سلول می شود. این مشاهدات اثر زیست سازگاری، آبدوست بودن و در عین حال فاکتور مهم زیست فعالی را بخوبی نشان داد. از آنجاکه پلیمر مورد بررسی پتانسیل بالایی برای اصلاح سطح دارد، تثبیت عوامل ضد باکتری به منظور افزودن ویژگی ضدباکتری به خواص پلیمر، مورد مطالعه قرار گرفت. بنابراین با پیوندزدن زیست مولکول آلژینات بر سطح و بهره گیری از گروه های اسیدی، فلز نقره بر سطح تثبیت شد. برای تثبیت شیمیایی آلژینات بر سطح آمینولیز شده، از مولکول های واکنشگر edc/nhs استفاده شد. آنالیز عنصری edxa وجود نقره روی سطح را تایید کرد.

هدف اصلی در مهندسی بافت، طراحی و ایجاد ساختاری مشابه ساختار بافت طبیعی موجود زنده، برای ترمیم آسیب ها و ضایعات بافتی و یا جایگزینی بافت از دست رفته، به منظور بازگردانی و یا حفظ عملکرد طبیعی بافت است. امروزه استفاده از مهندسی بافت در درمان ضایعات پوستی، استخوانی، غضروفی و غیره، به دلیل عدم توانایی ترمیم خود به خودی این بافت ها و همچنین عدم امکان انجام پیوند به دلیل ایمنی زایی، بسیار مورد توجه است. به همین منظور لازم است تا سلول ها روی ساختاری حمایتی به نام داربست قرار گیرند تا بتوانند رشد، مهاجرت، تکثیر و تمایز داشته باشند و در نهایت ساختار پیچیده و رفتار فیزیولوژیک بافت طبیعی بدن را تقلید کرده، بهبود بخشیده و تحریک کنند. اهمیت حیاتی ساختار سه بعدی ماده داربست، نه تنها به دلیل اثر بر خواص مکانیکی ساختار، بلکه به دلیل تأثیر همزمان آن بر مهاجرت و چسبندگی سلولی است. داربست های مورد استفاده در مهندسی بافت، چه طبیعی چه سنتزی، ساختارهایی متخلخل با شبکه تخلخل به هم پیوسته هستند. از سوی دیگر، پلیمرهای سوپرامولکولی به دلیل وجود پیوندهای ثانویه (از جمله پیوندهای کوردینانسی فلز-لیگاند و یا هیدروژنی) در ساختار ماکرومولکولی خود قادرند به بعضی محرک ها از قبیل دما، ph و یا فشار پاسخ دهند که از نظر ماهیت دینامیک بر هم کنش ما بین سلول زنده و ماتریس خارج سلولی حائز اهمیت است. در سال های اخیر تحقیقات زیادی بر روی این نوع مواد برای بهره-گیری از آن ها در مهندسی بافت صورت گرفته است. در این پروژه از نوعی نانوکامپوزیت سوپرامولکولی شامل پلی کاپرولاکتون (با گروه های تجمعی پیوند هیدروژنی چهارتایی) و نانوذرات هیدروکسی آپاتایت(با گروه های تجمعی پیوند هیدروژنی چهارتایی پیوند شده روی سطح)، برای هدف مهندسی بافت استخوان استفاده شد. پژوهش با سنتز گروه های عاملی یوریدو-پیریمیدینون که از طریق چهار پیوند هیدروژنی به هم متصل می شوند، آغاز گردید. سپس، با استفاده از این گروه ها پلی کاپرولاکتون سوپرامولکولی و نانوکامپوزیت سوپرامولکولی تهیه گردیدند. در ادامه، داربست ها توسط روش الکتروریسندگی از پلیمر سوپرامولکولی، نانوکامپوزیت سوپرامولکولی و نانوکامپوزیت معمولی ساخته شده و سپس مورد مقایسه قرار گرفتند. اثر دما، حلال، غلظت و ولتاژ بر مورفولوژی الیاف در داربست های حاصل از الکتروریسی مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه برای تهیه داربست به دست آمد، سپس مورفولوژی داربست ها توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد بررسی قرار گرفت. توزیع نانوذرات توسط edxa مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که با اتخاذ روش سوپرامولکولی برای تهیه نانوکامپوزیت، توزیع ذرات در نانوکامپوزیت اصلاح سطح شده بهبود یافت.آزمون مکانیکی کشش برای نانوکامپوزیت سوپرامولکولی (با نانوآپاتایت اصلاح سطح شده)، افزایش استحکام کششی را به میزان 7/1 برابر در مقایسه با کامپوزیت حاوی نانوهیدروکسی آپاتیت اصلاح نشده (nhap)، نشان داد. در ادامه نیز کشت سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی روی این داربست ها صورت گرفت. نتایج نشان داده شد که برای کامپوزیت سوپرامولکولی سلول های بیشتری روی سطح داربست پهن شده اند. آزمایش mtt نشان داد که در طول 21 روز تکثیر سلولی برای نمونه کامپوزیت سوپرامولکولی نسبت به کامپوزیت معمولی و پلیمر خالص، به ترتیب 150 و 200 برابر افزایش داشته است.