پلیمر سوپرامولکولی

پلیمر سوپرامولکولی (فرامولکولی). عبارت پلیمر به مولکول های بزرگ که ساختاری متشکل از چند واحد تکرارشونده دارند، اشاره دارد و پیشوند مافوق به معنی «فراتر از محدودیت» است. پلیمرهای سوپرامولکولی دسته جدیدی از پلیمرها هستند که به طور بالقوه می توانند برای ساخت مواد فراتر از محدودیت های پلیمرهای معمولی استفاده شوند. در تعریف، پلیمرهای سوپرامولکولی مجموعه ای پلیمری از واحدهای مونومری هستند که با برهمکنش های ثانویه - غیر کووالانسی - برگشت پذیر و به شدت جهت دار به هم متصل شده اند. این تعاملات غیرکووالانسی عبارتند از نیروی واندروالسی، پیوند هیدروژنی، کولن یا پیوند یونی، پیوند پای، پیوند فلزی، پیوند هالوژنی، پیوند کالکوژنی، و پیوند میزبان مهمان. [ ۱] جهت و قدرت برهم کنش ها دقیقا به گونه ای تنظیم شده اند که مجموعه ی مولکول ها به عنوان یک پلیمر ( یعنی طوری رفتار کند که بتواند توسط نظریه های فیزیک پلیمری توصیف شود ) در محلول رقیق و متمرکز و همچنین به صورت عمده رفتار کند. [ ۲]
در پلیمرهای معمولی، واحدهای مونومری توسط پیوند کووالانسی قوی به هم متصل شده اند و خواص عالی به عنوان ماده دارند؛ با این حال، درجه حرارت بالا و فشا معمولا برای عملیات به علت درهمتنیدگی پلیمر در مذاب بسیار چسبناک مورد نیاز اند. پلیمرهای سوپرامولکولی خواص خوب مواد را با مذاب دارای ویسکوزیته کم به همراه می آورند که به راحتی قابل کنترل هستند. علاوه بر این، برخی از پلیمرهای سوپرامولکولی ویژگی های منحصر به فرد، [ ۳] [ ۴] [ ۵] مانند توانایی در ترمیم خودکار شکستگی دارند. اگرچه پلیمرهای کووالانسی را می توان بازیافت کرد، پیوند کووالانسی قوی آن ها هرگز از هم پاشیده نمی شود، و به تاثیر منفی در محیط زیست به عنوان آلودگی پلاستیکی ادامه می دهد. بنابراین پلیمرهای سوپرامولکولی به طور فزاینده ای مورد توجه قرار می گیرند[ ۶] به دلیل پتانسیل آن ها در طراحی پاسخگو، تطبیقی، خودترمیم، و مواد سازگار با محیط زیست. [ ۷] [ ۸]
مونومرهای تحت پلیمریزاسیون سوپرامولکولی در تعادل با پلیمرهای در حال رشد در نظر گرفته می شوند از این رو عوامل ترمودینامیکی بر سیستم تسلط دارند. [ ۹] با این حال، زمانی که مونومرهای تشکیل دهنده از طریق پیوندهای قوی و چندگانه متصل هستند، یک حالت «شبه پایدار» جنبشی می تواند در پلیمریزاسیون برقرار شود. یک انرژی خارجی، در اکثر موارد به شکل گرما، می تواند حالت «شبه پایدار» را به یک پلیمر در حالت پایدار ترمودینامیکی تبدیل کند. درک واضح از مسیرهای چندگانه موجود در پلیمریزاسیون سوپرامولکولی هنوز تحت بحث است، با این حال، مفهوم «پیچیدگی مسیر»، بیان شده توسط برت مایر، رفتار جنبشی پلیمریزاسیون سوپرامولکولی را روشن کرده است. [ ۱۰] بنابراین بسیاری از دانشمندان در حال گسترش محدوده «پیچیدگی مسیر» هستند؛ زیرا می تواند انواع متنوعی از ساختارهای جمع شده جالب را با واحدهای مونومری یکسان تولید کند. در امتداد مسیر کنترل فرایندهای جنبشی، ویژگی های «محرک - جواب گو»[ ۱۱] و «حرارتی دوبعدی» برای پلیمرهای سوپرامولکولی نیز امکان دارد. [ ۱۲]