نام پژوهشگر: سحر زیرکی
سحر زیرکی محمدجعفر هادیان فرد
لاستیک سیلیکون پلیمری مصنوعی با خصوصیات بینظیری همچون زیستسازگاری میباشد که قابلیت استفاده در زمینههای مختلف از جمله پزشکی را ممکن میسازد. سالهاست که از این ماده در تولید ایمپلنت مفصل متاکارپوفالانژیال انگشت استفاده میشود. لاستیک سیلیکون با وجود این محاسن، دارای خواص مکانیکی ضعیفی میباشد که کاربرد آن را محدود میکند. به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی لاستیک سیلیکون برای استفاده در مفصل انگشت، از تقویتکننده استفاده میشود. به همین منظور، در این تحقیق نانو ذرات سیلیکا و الیاف پلی پروپیلن با درصدهای وزنی متفاوت (0، 1و 2) بهکار گرفته شدند و رفتار فیزیکی، مکانیکی و حرارتی آنها توسط آزمون جذب آب، کشش، فشار، فشردهسازی و آزمون مکانیکی دینامیکی، اتصال تقویتکنندهها با زمینه توسط ftir و سطح شکست نمونههای کشیده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. به منظور بررسی اثر محیط بدن بر خواص کشش، فشار و فشردهسازی، تعدادی از نمونهها پس از قرارگیری در محلول شبیهسازی بدن (sbf) مورد ارزیابی قرار گرفتند. علاوه بر این، ایمپلنت مفصل انگشت توسط نرمافزار آباکوس شبیهسازی شد تا رفتار کامپوزیتهای تولیدی به عنوان ماده تولیدکننده ایمپلنت مفصل انگشت بررسی شود. نتایج بدست آمده نشان میدهد که استحکام کششی لاستیک سیلیکون با افزودن نانو ذرات و الیاف تا %wt 2، از mpa 94/3 به 6/5 و mpa 91/6 و تنش فشاری در کرنش 5/0 با افزایش نانو ذرات و الیاف تا %wt 2، از 98/0 به 9/1 و mpa 37/2 افزایش یافته است. در نمونه هیبریدی با %wt 1 از الیاف و %wt 1 نانو ذرات، الیاف اثر مطلوبی بر خواص کامپوزیت میگذارد و استحکام کششی را از mpa 6/5 در کامپوزیت لاستیک سیلیکون-سیلیکا به 21/6 افزایش میدهد. میزان آب جذب شده با %wt 2 نانو ذرات سیلیکا و الیاف به ترتیب 44/1 و %06/1 بدست آمد. در کامپوزیت هیبریدی حضور الیاف با اثری سودمند جذب آب را به %36/1 کاهش داد. خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی، پس از قرارگیری در محلول sbf به مقدار کمی حدود %6 کاهش یافت. حضور الیاف تاثیر خوبی در کاهش افت خواص نشان داد. نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی و فشردهسازی نشان میدهد که با حضور تقویتکنندهها دمای شیشهای لاستیک سیلیکون به مقدار جزئی حدود 5/4 درجه به دماهای بالاتر منتقل میشود و میرایش کم میشود. اما در محدوده دمایی وسیعی رفتار ویسکوالاستیک نمونهها مستقل از دماست. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که تنشهای ایجادی در ناحیه لولایی وسط بیشتر از نقاط دیگر میباشد و این تنش با افزایش زاویه خمش یا کشش بیشتر میشود. در شرایط اعمال نیروی یکسان، تنش، کرنش، زاویه خمش و جابهجایی نمونههای با استحکام بیشتر، کمتر میباشد که این میتواند به افزایش عمر ایمپلنت کمک کند.