موضوع مقاله: پلیمرهای هوشمند | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پلیمرهای هوشمند | مقدمه: پلیمر‌های هوشمند، پلیمرهایی با بازده بالا هستند که با توجه به شرایط تغییر می‌کنند. | ## بخش 1: پلیمرهای هوشمند | چنین موادی می‌توانند به تعدادی از عوامل مانند دما، رطوبت و pH و طول موج یا شدت نور یا میدان مغناطیسی و الکتریکی که در آن قرار دارند حساس باشند. همچنین این پلیمرها، می‌توانند به روش‌های مختلف واکنش نشان دهند مانند تغییر در رنگ یا شفافیت. اغلب اوقات تغییرات اندک در محیط کافی هستند تا تغییرات بزرگی در ویژگی‌های پلیمرها به وجود آورند. پلیمرهای هوشمند، چه در کاربردهای خاص و چه در قالب محصولات معمولی، به صورت یکسان دیده می‌شوند. آن‌ها برای تولید هیدروژل‌ها و بسته‌بندی‌های زیست فروسایی و نیز در ابعاد گسترده در تولید تجهیزات مهندسی زیست‌محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال، پلیمری هست در مقابل تغییرPH محیط تغییر در صورت بندی خود ایجاد می‌کند. پلیمرهایی که به رطوبت حساس می‌باشند و می‌توان در پانسمان زخم خود سازگار استفاده شود. تغییر دیگری وجود ندارد، پاسخ یا همانی است که پیش‌بینی شده یا هیچ پاسخی دریافت نمی‌شود. با اندکی تغییر در PH محیط پلیمر هوشمند می‌توان صورت بندی، چسبندگی مواد تغییر داد. به‌طور کلب عامل دیگر در اثربخشی پلیمرهای هوشمند در ماهیت ذاتی این دسته از پلیمرها می‌باشد هنگامی پاسخ پلیمر به محیط مشاهده می‌شود که واحدهای مونومر‌ها هم تغییر کنند. گرچه، این واکنش‌های ضعیف، می‌توانند صدها و هزارها بار با هم ترکیب شوند و نیرویی قابل توجه را برای رانش در فرایندهای بیولوژیک به وجود آورند. وقتی این پلیمرها در دمای پایین‌تر از انحلال بحرانی(LCST) قرار دارند دچار دگردیسی می‌شوند. طبقه‌بندی و شیمی در حال حاضر، بیشترین استفاده برای پلیمرهای هوشمند در زمینه زیست دارویی می‌باشد و بیشتر در ساخت دارو استفاده می‌شوند. برای مثال دانشمندان با این مشکل روبرو می‌باشند که راه‌هایی را برای تحویل داروها به بخش‌هایی از بدن بیابند بدون آنکه این داروها در محیط به شدت اسیدی شکم دچار افت درجه شوند. پژوهشگران دو راه برای استفاده از پلیمرهای هوشمند پیشنهاد می‌کنند تا کنترل دارو قبل از رسیدن به نقطه هدف امکان‌پذیر می‌باشد. | ## بخش 2: پلیمرهای هوشمند | این گروه‌ها می‌توانند به Ph و دما، قدرت یونی، میدان‌های الکتریسته و مغناطیسی و نور واکنش دهند. بعضی پلیمرها به هم مرتبط می‌باشند و این از طریق پیوندهای ناکوالانسی صورت می‌پذیرد که می‌توانند شکسته شوند و بر مبنای شرایط خارجی تغییر شکل یابند. در روش سنتی، کپسول‌سازی دارویی با استفاده از پلیمرهای اسید لاتیک صورت می‌پذیرفت. پیشرفت‌های اخیر منجر به تولید ماتریس‌های شبکه مانند شده است که داروی مورد نظر را در داخل پلیمرهای رشته‌ای قرار می‌دهند. استفاده از پلیمرهای طبیعی راهی است تا پلیمرهای سنتز شده، همچون پلی استرها، پلی هیدریدها، اسیدهای پلی اکریل و پلی متیل متا اریل‌ها و پلی اورتان‌ها، ساخته شوند. دانشمندان نرخ به دست آمدن دارو را با تغییر دادن هر یک از این ویژگی‌ها و نیز تنظیم نرخ پایین آمدن درجه انجام می‌دهند و در کل این روند را کنترل می‌کنند. دو معیار برای اثربخشی این تکنولوژی وجود دارد: برای این که این تکنولوژی به‌طور اثربخش کار کند، باید ثبات آنزیمی و سینتیک سریع (واکنش سریع به محرک و دوباره احیا شدن پس از میان رفتن محرک) وجود داشته باشد. به عنوان مثال، استراتژی‌های زیادی در تحقیقات دیابت نوع ۱ به کار گرفته شده‌اند، که شامل استفاده از نوع‌های مشابه پلیمرهای هوشمند می‌باشند که می‌توانند تغییرات در سطح گلوکز خون را نشان دهند یا باعث تولید یا به وجود آمدن انسولین شوند. به همین وضع، کاربردهای ممکن بسیاری در هیدروژل‌های مشابه در دارو دیده می‌شود که در شرایط دیگر و بیماری‌های دیگر به کار می‌آیند. پلیمرهای بلوکه و پیوندی دو نوع پلیمر متفاوت می‌باشند که به یک دیگر پیوند داده شده‌اند. تعدادی از اختراعات و اکتشافات هستند که مربوط به ترکیبات پلیمرهایی با گروه‌های واکنشی و فعال متفاوت هست. این محصولات نمایانگر ویژگی‌های هر دو جزء پلیمر هستند و باعث می‌شوند یک بعد دیگر به ساختار پلیمر هوشمند اضافه گردد. هیدروژل‌ها، شبکه‌های پلیمر می‌باشد که نمی‌توانند در آب حل شوند بلکه در محیط‌های آبی از هم جدا می‌شوند یا تورم پیدا می‌کنند. آن‌ها در بیوتکنولوژی استفاده می‌شوند به خصوص در جداسازی فازها چرا که آن‌ها قابل استفاده مجدد هستند و می‌توان آن‌ها را بازیافت نمود. راه جدید برا کنترل جریان، یا جمع کردن اجزای مورد نظر، در هیدروژل‌ها در حال بررسی است. | ## بخش 3: پلیمرهای هوشمند | هیدروژل‌های به شدت تخصصی شده، برای انتقال و رهاسازی داروها در بافت‌های خاص استفاده می‌شوند. ویژگی‌های آن‌ها به نحوی است که می‌توانند به عنوان جداکننده زیستی نیز به کار روند. زمان و هزینه به کار رفته در خالص‌سازی پروتئین می‌تواند با استفاده از پلیمرهای هوشمند می‌توانند کاهش یابند. سیستم‌های ترکیبی برای سال هاست که در جداسازی فیزیکی و وابستگی و نیز آزمایش‌ها ایمنی به کار می‌روند. پلیمرهای هوشمند نقش اساسی را در تکنولوژی پانسمان‌های خودسازگار زخم ایفا می‌کنند. طراحی پانسمان‌ها شامل پلیمرهای هوشمندی می‌باشد که به‌طور اختصاصی درون ماتریکس‌های سه بعدی فیبر، بی تحرک شده‌اند. می‌باشد و ماتریس‌های سه بعدی فیبری می‌باشند که با نشاندن هیدروژل‌ها داخل هسته ماده، عملکرد هیدراتی به آن اضافه می‌شود. روش عملی پانسمان، بر توانایی پلیمرها برای حس کردن و تطبیق به رطوبت متغیر محیط تکیه دارد؛ یعنی قرار است که در هنگام پانسمان، محتوای سیال در همه سطح زخم به کار رود. همچنین باید به صورت خودکار و نیز برگشت‌پذیر، از «جذب» به «هیدراتاسیون» تغییر صورت پذیرد. کاربردهای آینده چنین پنداشته شده است که پلیمرها می‌توانند به گونه پیشرفت کنند که رفتار خود تصحیح را در خلال زمان بدست آورند. یکی از این ایده، دستشویی‌های هوشمند است که ادرار را آنالیز می‌کنند و کمک می کنتند تا مسائل سلامت بهتر حل شوند. در بیوتکنولوژی محیط، سیستم‌های آبیاری هوشمند که آن‌ها هم با استفاده از این روش‌ها توسعه یافته‌اند. البته که مشکلاتی هم وجود دارند که مربوط به استفاده از پلیمرها در زمینه زیست دارو می‌باشد. ملاحظه می‌شود که امکان وجود مسمومیت یا عدم تطابق بین مواد مصنوعی و بدن وجود دارد. | ## جمع‌بندی | گرچه، پلیمرهای هوشمند، پتانسیل زیادی برای استفاده شدن در بیوتکنولوژی و کاربردهای زیست دارویی دارند، البته اگر بتوان بر این مانع توفیق یافت.