جستجو در تالارهای گفتگو

کفشی که پس از استفاده کاشته می شود یک شرکت هلندی کفشی را عرضه کرده است که پس از استفاده می تواند در باغچه کاشته شود و جوانه بزند. این شرکت هلندی به نام oat نوعی کفش کتانی را عرضه کرده است که کاملا تجدیدپذیر زیستی است. در حقیقت، ویژگی این کفش عجیب در این است که به جای دور انداخته شدن می تواند در باغچه کاشته شود و همانند یک گیاه رشد کند. این کفش که ظرف چند هفته آینده بر روی سایت این شرکت برای فروش عرضه می شود سبزترین و تجدیدپذیرترین کفش دنیا است. محققان این شرکت برای اختراع این کفش قابل جوانه زدن دو سال تحقیق کردند. این کفش از چوپ پنبه، شاهدانه، کتان زیستی، پلاستیک تجدیدپذیر و سفیدکننده های غیر کلرات ساخته شده است. براساس گزارش آنسا، این کفش که برنده جایزه زیستی ترین محصول "هفته مد آمستردام" شد به محض اینکه در خاک قرار بگیرد کاملا تجزیه می شود و دانه هایی که داخل زبانه بالایی آن قرار گرفته اند شروع به جوانه زدن کرده و یک گیاه واقعی را به وجود می آورند.

سلام خدمت همه دوستان گرايش خودم پليمر نيست اما تا جايي كه بتونم كمكتون مي كنم تو اين زمينه...خوشحال ميشم كه دوستان پليمري همكاري داشته باشن

اطرافمان انباشته از پلاستیك شده است. هر كاری كه انجام می دهیم و هر محصولی را كه مصرف می كنیم، از غذایی كه می خوریم تا لوازم برقی به نحوی با پلاستیك سروكار داشته و حداقل در بسته بندی آن از این مواد استفاده شده است. در كشوری مثل استرالیا سالانه حدود یك میلیون تن پلاستیك تولید می شود كه ۴۰ درصد آن صرف مصارف داخلی می شود. در همین كشور هرساله حدود ۶ میلیون بسته یا كیسه پلاستیكی مصرف می شود. گرچه بسته بندی پلاستیكی با قیمتی نازل امكان حفاظت عالی از محصولات مختلف خصوصاً مواد غذایی را فراهم می كند ولی متاسفانه معضل بزرگ زیست محیطی حاصل از آن گریبان گیر بشریت شده است. اكثر پلاستیك های معمول در بازار از فرآورده های نفتی و ذغال سنگ تولید شده و غیرقابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آنها و برگشت به محیط چند هزار سال طول می كشد. به منظور رفع این مشكل، محققان علوم زیستی در پی تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر از منابع تجدیدشونده مثل ریزسازواره ها و گیاهان هستند. واژه زیست تخریب پذیر یا Biodegradable به معنی موادی است كه به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیرواحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی مانند. استانداردهای متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یك محصول وجود دارد كه عمدتاً به تجزیه ۶۰ تا ۹۰ درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می شود. این استاندارد در كشورهای مختلف متفاوت است. اما دلیل اصلی زیست تخریب پذیر نبودن پلاستیك های معمولی، طویل بودن طول مولكول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده كه تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه كننده با مشكل مواجه می كند. با این حال تولید پلاستیك ها با استفاده از منابع طبیعی مختلف، باعث سهولت تجزیه آنها توسط تجزیه كنندگان طبیعی می شود. برای این منظور و با هدف داشتن صنعتی در خدمت توسعه پایدار و حفظ زیست بوم های طبیعی، تولید نسل جدیدی از مواد اولیه مورد نیاز صنعت بر اساس فرآیندهای طبیعی در دستور كار بسیاری از كشورهای پیشرفته قرار گرفته است. به طور مثال دولت آمریكا طی برنامه ای بنا دارد تا سال ،۲۰۱۰ تولید مواد زیستی را با استفاده از كشاورزی و با بهره برداری از انرژی خورشید با درآمد تقریبی ۱۵ تا ۲۰ میلیارد دلار انجام دهد. در این بین تولید پلیمرهای زیستی جایگاه خاصی دارند. تولید اینگونه پلیمرها توسط طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان، جانوران و باكتری ها صورت می گیرد. چون این مواد اساس طبیعی دارند، بنابراین توسط سایر موجودات نیز مورد مصرف قرار می گیرند و تجزیه كنندگان از جمله مهم ترین این موجودات زنده در موضوع مورد بحث ما هستند. برای بهره برداری از این پلیمرها در صنعت دو موضوع باید مورد توجه قرار گیرد: ▪ دید محیط زیستی: این مواد باید سریعاً در محیط مورد تجزیه قرار گیرند، بافت خاك را بر هم نزنند و به راحتی با برنامه های مدیریت زباله و بازیافت مواد از محیط خارج شوند. ▪ دید صنعتی: این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و كارایی داشته باشند و از همه مهم تر، پس از برابری یا بهبود كیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند. در هر دو بخش، مخصوصاً بخش دوم، استفاده از مهندسی تولید مواد برای دستیابی به اهداف مورد انتظار ضروری است. همانطور كه ذكر شد، تولید پلیمرهای تجدیدشونده با بهره برداری از كشاورزی، یكی از روش های تولید صنعتی پایدار است. برای این منظور دو روش اصلی وجود دارد: نخست استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه است. پلیمرهایی كه از این روش تولید می شوند عمدتاً شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئین ها، فیبرها و چربی های گیاهی هستند كه به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی كاربرد دارند. دسته دیگر موادی هستند كه پس از انجام فرآیندهایی مانند تخمیر و هیدرولیز می توانند به عنوان مونومر پلیمرهای مورد نیاز صنعت استفاده شوند. مونومرهای زیستی همچنین می توانند توسط موجودات زنده نیز به پلیمر تبدیل شوند كه مثال بارز آن پلی هیدروكسی آلكانوات ها هستند. باكتری ها از جمله موجوداتی هستند كه این دسته از مواد را به صورت گرانول هایی در پیكره سلولی خود تولید می كنند. این باكتری به سهولت در محیط كشت رشد داده شده و محصول آن برداشت می شود. رهیافت دیگر جداسازی ژن های درگیر در این فرآیند و انتقال آن به گیاهان است كه پروژه هایی در این زمینه از جمله انتقال ژن های باكتریایی تولید PHA به ذرت انجام شده است. نكته ای كه نباید از نظر دور داشت این است كه به رغم قیمت بالاتر تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر، چه بسا قیمت واقعی آنها بسیار كمتر از پلاستیك های سنتی باشد؛ چرا كه بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس از تولید هیچ گاه مورد محاسبه قرار نمی گیرد. در ادامه مبحث، تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر PHA به طور اختصاصی مورد بررسی قرار می گیرد. تقریباً تمامی پلاستیك های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی كه غیرقابل برگشت به محیط هستند، به دست می آیند. راه حل جایگزین برای این منظور، بهره برداری از باكتری های خاكزی مانند Ralstonia eutrophus است كه تا ۸۰ درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیرسمی و تجزیه پذیر پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA) هستند. PHAها عموماً از زیرواحد بتاهیدروكسی آلكانوات و به واسطه مسیری ساده با سه آنزیم از استیل-كوآنزیم A ساخته شده و معروف ترین آنها پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. در خلال دهه ۸۰ میلادی شركت انگلیسی ICI فرآیند تخمیری را طراحی و اجرا كرد كه از آن طریق PHB و سایر PHAها را با استفاده از كشت E.coli اصلاح ژنتیكی شده كه ژن های تولید PHA را از باكتری های تولیدكننده این پلیمرها دریافت كرده بود، تولید می كرد. متاسفانه هزینه تولید این پلاستیك های زیست تخریب پذیر، تقریباً ۱۰ برابر هزینه تولید پلاستیك های معمولی بود. با وجود مزایای بی شمار زیست محیطی این پلاستیك ها مثل تجزیه كامل آنها در خاك طی چند ماه، هزینه بالای تولید آنها باعث اقتصادی نبودن تولید تجارتی در مقیاس صنعتی بود. با این وجود بازار كوچك و پرسودی برای این محصولات ایجاد شد و از پلاستیك های زیست تخریب پذیر برای ساخت بافت های مصنوعی بهره برداری شد. با وارد كردن این پلاستیك ها در بدن، آنها به تدریج تجزیه شده و بدن بافت طبیعی را در قالب پلاستیك وارد شده دوباره سازی می كند. در این كاربرد تخصصی پزشكی، قیمت اینگونه محصولات زیستی قابل مقایسه با كاربردهای كم ارزش اقتصادی پلاستیك در صنایع اسباب بازی، تولید خودكار و كیف نیست. هزینه تولید PHAها با تولید آنها در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده و كشت وسیع در زمین های كشاورزی، به نحو قابل ملاحظه ای كاهش خواهد یافت. این موضوع باعث شد كه شركت مونسانتو در اواسط دهه ۹۰ میلادی امتیاز تولید PHA را از شركت ICI كسب كند و به انتقال ژن های باكتری به گیاه منداب بپردازد. مهیا كردن شرایط برای تجمع PHAها در پلاستید به جای سیتوسل، امكان برداشت محصول پلیمری را از برگ و دانه ایجاد كرد. مهم ترین مشكل لاینحل باقی مانده در بخش فنی این پروژه، نحوه استخراج این پلیمر از بافت های گیاهی با روشی كم هزینه و كارآمد است. مشكل دیگر در زمینه PHB است كه در حقیقت مهم ترین گروه از PHAها بوده ولی متاسفانه شكننده بوده و در نتیجه برای بسیاری از كاربردها مناسب نیست. بهترین پلاستیك های زیست تخریب پذیر، كوپلیمرهای پلی هیدروكسی بوتیرات با سایر PHAها مثل پلی هیدروكسی والرات هستند. تولید اینگونه كوپلیمرها در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده بسیار سخت تر از تولید پلیمرهای تك مونومر است. در سال ۲۰۰۱ این مشكلات به همراه مسائل مالی شركت مونسانتو باعث شد تا این شركت امتیاز تولید PHA اصلاح ژنتیكی شده را به شركت Metabolix واگذار كند. شركت Metabolix در قالب یك پروژه مشاركتی با وزارت انرژی آمریكا به ارزش تقریبی ۸/۱۴ میلیون دلار، برای تولید PHA در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده تا پایان دهه ۲۰۱۰ میلادی تلاش می كند. گروه های دیگری نیز برای تولید PHA در گیاهانی مثل نخل روغنی تلاش می كنند. باید منتظر بود تا سرانجام شاهد تولید اقتصادی این محصولات دوستدار محیط زیست در آینده ای نزدیك بود.

پژوهشگر دانشگاه ارومیه برای نخستین بار از بیوپلاستیک سنتز شده در گونه‌های خاصی از باکتری‌ها در جیره غذایی ماهی خاویاری و ماهی قزل‌آلای رنگین کمان استفاده کرد. دکتر ابراهیم حسین نجدگرامی، دانش آموخته دکتری علوم زیستی کاربردی گرایش تغذیه ماهی از دانشگاه گنت بلژیک اظهار کرد: مواد پلیمری مصنوعی و پلاستیک‌ها کاربردهای وسیعی از جمله در ساخت وسایل خانگی، اسباب بازی‌ها، بسته بندی‌ها، کیف و چمدان و غیره دارند، اما با توجه به عدم تجزیه سریع این پلاستیک‌ها به وسیله میکروارگانیسم‌های طبیعی، معضلات زیست محیطی بسیاری را در برخی از کشورها باعث می شوند؛ بنابراین استفاده از بیوپلاستیک‌ها با توجه به امکان تجزیه سریع آن به وسیله باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها در بسیاری از کشورهای صنعتی متداول شده است. عضو هیات علمی پژوهشکده آرتمیا و آبزیان افزود: بیوپلاستیک یا پلیمر پلی بتا هیدروکسی بوتیرات (Poly-β- hydroxybutyrate) در سیتوپلاسم باکتری‌ها تحت شرایط خاص محیطی تولید می‌شود و پس از مصرف در سیستم گوارش آبزیان تبدیل به اسید چرب کوتاه زنجیره بتا هیدروکسی بوتیریک اسید می‌شود که علاوه بر انرژی زا بودن برای موجود آبزی، باعث افزایش ضریب ایمنی روده (افزایش اسیدیته، کاهش باکتری‌های پاتوزن و غیره) می شود. این بیوپلاستیک پس از استفاده در جیره غذایی دو گونه ماهی (قزل آلای رنگین کمان و ماهی خاویاری سیبری)، باعث افزایش رشد ماهیان و همچنین افزایش ضریب ایمنی روده ماهیان پس از اتمام دوره تغذیه شد. استفاده از این ماده در افزایش مقاومت آرتمیا فرانسیسکانا در برابر پاتوژن ویبریو هاروی بسیار موثر بوده است. مقالات حاصل از این پژوهش با عناوینEffects of poly-β-hydroxybutyrate (PHB) on Siberian sturgeon (Acipenser baerii) fingerlings performance and its gastrointestinal tract microbial community در مجله FEMS Microbiology Ecology و Siberian sturgeon (Acipenser baerii) larvae fed Artemia nauplii enriched with poly-β-hydroxyb utyrate (PHB): effect on growth performance, body composition, digestive enzymes, gut microbial community, gut histology and stress tests در مجله Aquaculture Research به چاپ رسیده است. منبع: مجله بسپار

"کوکا کولا" و "پپسی" از شرکت‌های بزرگ نوشابه‌سازی‌‌اند که به استفاده از پلاستیک قابل بازیافت، توجه نشان می‌دهند. با گران‌تر شدن نفت و قوانین سفت ‌و سخت حامی محیط زیست، تولید پلاستیک قابل بازیافت مهم‌تر می‌شود. دویچه وله گزارش می دهد، شمار رو به افزایشی از تولیدکنندگان نوشابه‌، از بطری‌های بیوپلاستیک که منطبق بر اصول حفظ محیط زیست است، استفاده می‌کنند. بطری‌هایی که از بازمانده‌ی گیاهان یا ذرت ساخته می شود و از سال‌ها پیش پیش‌بینی شد که آینده‌ی صنعت پلاستیک را متحول خواهد کرد. "کوکا کولا"، بزرگ‌ترین تولیدکننده‌ی نوشابه در جهان بارها اعلام کرد که آرزو دارد روزی همه‌ی بطری‌های مصرفی خود را از گیاهان و کاملا قابل بازیافت تولید کند. کوکا کولا در حال حاضر از قوطی‌هایی استفاده می‌کند که نه همه‌ی مواد سازنده‌ی آن، که بخشی از آن قابل بازیافت است. بنا به بیانیه‌ی رسمی این کمپانی از سال ۲۰۰۹، کوکاکولا دست‌کم ۱۵ میلیارد بطری نوشیدنی با شیوه‌های منطبق بر محیط زیست تولید کرده است. به جز کوکا کولا، کمپانی‌های بزرگ دیگر صنعت تولید نوشابه از جمله "پپسی" و "نستله" نیز در سال‌های اخیر به تولید بطری از روغن و ترکیبات گیاهی قابل بازیافت رو آورده‌اند. با این‌حال هنوز هم بیشتر قوطی‌ها و بطری‌های پلاستیکی جهان از منابع سوخت فسیلی مثل نفت تولید می‌شود. این درحالی است که کارشناسان می‌گویند نفت و مشتقات آن در سال‌های آینده ارزان‌تر نخواهد شد و تولید پلاستیک با این شیوه‌ی رایج، گران‌تر تمام خواهد شد. دست بسته‌ی کمپانی‌ها و اجبار به حفظ محیط زیست اقتصاددانان می‌گویند مهم‌ترین دلیل رویکرد کمپانی‌های بزرگی مثل کوکا کولا به تولید پلاستیک از منابع قابل بازیافت و گیاهی، به‌صرفه بودن اقتصادی این شیوه در درازمدت با توجه به افزایش بهای نفت است. از دیگر دلایل این رویکرد، مسایل زیست‌محیطی است. کمپانی‌ها تمایل دارند به مشتریانی که به حفظ محیط زیست توجه دارند نشان دهند که دغدغه‌های زیست‌محیطی دارند و کربن کمتری تولید می‌کنند. و از همه مهم‌تر این‌که با تصویب قوانین حامی محیط زیست در کشورهای صنعتی و توسعه‌یافته، عملا گزینه‌های چندان دیگری برای کمپانی‌های بزرگ باقی نمانده و آن‌ها ناگزیرند که روش‌های منطبق بر حفظ محیط زیست را اجرایی کنند. کمپانی "کوکا کولا" یکی از شرکت‌هایی است که به تولید پلاستیک قابل بازیافت توجه نشان می‌دهد کریستی باربارا لانگ، یکی از کارکنان اتحادیه‌ی "صنعت بیوپلاستیک اروپا" در برلین به دویچه‌وله انگلیسی گفت:« تولیدکنندگان صنعتی به استفاده از بیوپلاستیک علاقه نشان می‌دهند. با این‌حال هنوز ابهامات بسیاری برای برخی مطرح است که بیوپلاستیک دقیقا باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد.» او می‌گوید باید استانداردها برای تولید پلاستیک منطبق بر اصول حفظ محیط زیست را یکسان کرد و تعریف دقیقی از این استانداردها ارائه داد. تلاش برای جایگزین‌های بهتر یکی از رایج‌ترین مواد برای تولید قوطی‌های پلاستیکی، "پلی اتیلن ترفتالات" است که با نام اختصاری "پت" شناخته می‌‌شود. متخصصان می‌گویند این ماده برای تولید بطری‌های پلاستیکی نوشیدنی‌های خنک که باید بادوام باشد، بسیار مناسب است. با این‌حال این ماده شامل مقدار قابل توجهی پترولیوم است که استفاده از آن پرهزینه است. تلاش‌هایی صورت می‌گیرد تا بخشی از محتویات ماده‌ی لازم برای تولید پلاستیک با این ماده را تغییر دهند. برای مثال کمپانی کوکا کولا قوطی‌هایی را تولید کرده است که بخشی از محتویات آنها از مواد تجزیه‌ناپذیر متفاوت است و در عین‌حال محصول نهایی همچنان با اصول محیط زیستی منطبق است. پت‌های بیولوژیک و پت‌های سبز هر دو زیست تخریب‌پذیر دارند، ویژگی‌ای که طرفداران این نوع محصولات به عنوان یک نکته مثبت مهم از آن یاد می‌کنند. با این‌که محصولات بیوپلاستیک چه از نوعی که زیست تخریب‌پذیر ندارند و چه دیگر انواع، برای حفظ محیط زیست مفید تشخیص داده می‌شود، نگرانی‌هایی درباره‌ی استفاده از این محصولات برای بسته‌بندی مواد غذایی مطرح است. باربارا لانگ به دویچه‌وله گفت: در حال حاضر تلاش‌هایی صورت می‌گیرد تا نسل دومی از محصولات قابل بازیافت تولید شود، محصولاتی که از گیاهان بیشتر و حتا زباله‌های قابل بازیافت در ساخت آن استفاده شود. منبع : مجله بسپار

یك كودك مبتلا به بیماری حاد تنفسی با استفاده از یك تراشه پلیمری از مرگ نجات پیدا كرد. این تراشه پلیمری توسط یك پرینتر سه بعدی در دانشگاه میشیگان ساخته شده است. به گزارش ایرنا از پایگاه خبری 'ساینس دیلی'،حدود سه سال پیش، یك كودك بیست ماهه در بیمارستان میشیگان به علت اختلالات تنفسی بستری بود. پزشكان علت اصلی عارضه را شل بودن و سقوط مداوم نایژه ها در نای این كودك گزارش كردند؛ همین امر موجب می‌شد كه مسیرعبور هوا در نای كودك مسدود شود و حالت خفگی به او دست دهد. این كودك بیست ماهه با این نقص مادرزادی به‌دنیا آمده بود و تا آن زمان هیچ وقت از بیمارستان مرخص نشده بود. یكی از پزشكان معالج، طرح ساخت یك ایمپلنت درمانی را مطرح كرد كه مانند یك داربست، از اقتادگی نایژه جلوگیری می‌كرد. این ایمپلنت توسط یك پرینتر ساخت اشیای سه‌بعدی، از یك پلیمر زیستی به نام 'polycaprolactone' ساخته شد. در این روش با استفاده از یك تكنیك پیچیده تصویر برداری از ریه كودك تصویربرداری شد و با الگو دادن به یك پرینتر لیزری، تراشه ای متناسب با مشكل كودك و اندازه ریه او ساخته شد. این ایمپلنت سال گذشته در داخل ریه پسربچه جاسازی شد. به مرور زمان عملكرد ریه طبیعی شد و نایژه‌ها رشد كردند. پس از مدتی این كودك برای اولین بار از بیمارستان مرخص شد و بدون كمك هیچ دارو و دستگاهی مانند بقیه هم سن و سالانش به فعالیت پرداخت. در حال حاضر خانواده این كودك مدام او را برای معاینه نزد متخصص می برند و هر بار شاهد روند روبه رشد درمان هستند. نكته قابل توجه این است كه این ایمپلنت درمانی پس از یك سال به طور كامل توسط ریه كودك جذب شده و عملكرد آن را تصحیح كرده است. همانطور كه گفته شد ماده استفاده شده برای ساخت تراشه از یك پلیمر زیستی سازگار بوده كه توسط بدن بیمار جذب شده است. محققان بر این باورند كه پس از گذشت یك سال، از موفقیت این طرح اطمینان حاصل شده و قرار است در تمام موارد مشابه از این روش استفاده شود. مدیر این پروژه تحقیقاتی كه از موفقیت خود بسیار خوشحال است گفت :هیچ لذتی بالاتر از نجات جان انسان ها نیست. وی امیدوار است كه این روش الهام بخش ساخت تجهیزاتی مشابه در درمان تمام بیماری ها باشد. منبع : مجله بسپار

چندسازه های چوب- پلاستیك بسیاری از تولیدكنندگان اسباب بازی و لوازم خانگی مواد سازگار با محیط زیست ایجاد كردند كه موافق CPSIA بوده و با چند سازه های چوب- پلاستیك باعث كاهش وابستگی این مواد به پلاستیك های پتروشیمیایی میشود. یك گروه جدید از مواد كه در تولید اسباب بازی كاربرد پیدا كرده اند زیست چندسازه های گرمانرمی هستند كه توسط شركت كانادائی JER به همراه انجمن علمی محققان كانادا (NRC) برای اولین بار ایجاد شده است. این اختراع از مواد زاید و یا محصولات جانبی صنایع مانند لیف های چوب یا پوش برنج برای تولید گروهی از مواد سازگار با محیط زیست استفاده می كند و دوام پلاستیك را با كارایی و ظاهر چوب دارا است. فناوری زیست چندسازه های JER موادی با عمر طولانی و مقاوم در برابر پوسیدن، قالب گیری، حشرات و آب دارا میباشد. درحالیكه چندسازه های چوب پلاستیك (WPC) یكی از شاخه های در حال رشد در صنایع پلاستیك امروزی میباشد، اغلب محصولات رایج WPC (ازآنجایی كه این مواد قابلیت قالب گیری تزریقی ندارند) در مواردی مانند عرشه كشتی و یا نرده به كار میروند. برعكس، تركیبات مهندسی شده زیست چندسازه گرمانرم JER میتواند با تزریق به شكل های موردنظر قالب گیری شوند. فناوری ثبت شده JER و فرآیندهای خاص تولید به آن این اجازه را می دهد كه برای قالب گیری تزریقی فرمول هایی با 30 تا 50 درصد الیاف و یا فرمول های با مقدار 60 درصد الیاف مستربچ تهیه شود. وابسته به نیازهای كاربری نهایی ضایعات یا مواد جانبی، یا مواد الیافی پوست بلوط، كاج یا برنج با گرمانرم اولیه یا گرمانرم بازیافت شده شامل پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن پرچگالی (HPE)، پلی استایرن (PS)، یا الفین گرمانرم (TPO) تركیب میشوند. برای قالب گیری این محصولات، دمای قالب گیری كمتری موردنیاز میباشد كه امكان ذخیره انرژی تا 30 درصد را برای مشتری فراهم می كند. راه حل های پایدار و سازگار با محیط زیست دیگر تولیدكنندگان اسباب بازی و لوازم خانگی نیز به سوی استفاده از مواد پلاستیكی بازیافت شده سازگار با محیط زیست متمایل هستند. برای یاری كردن مشتری ها، PolyOne Corporation ماده ای تهیه كرده كه محصولات را از نظر رسیدن به استانداردهای قابلیت نوسازی، بازیافت، كار مجدد و تركیبات تعیین می كند. رسیدن به رنگهای مختلف كه معمولاً در اسباب بازیها یا لوازم خانگی به كار می روند، میتواند یك نكته قابل رقابت در كاربرد پلاستیك های بازیافتی باشد. رنگ های رایج طراحی شده توسط PolyOne به مشتریان كمك می كند كه به رنگ های موردنظر خود برسند. اسباب بازی ها و لوازم خانگی زیست چندسازه قطعات بازی زیست چندسازه Rolco تولیدكننده قطعات بازی خاص Rolco اخیراً یك خط تولید قطعات بازی تخته تشكیل شده از تركیبات زیست چندسازه گرمانرم فناوری JER راه اندازی كرده است. Rolco بخش تحقیق و توسعه را در ارتباط با مواد و خصوصاً رنگ و قالب گیری تزریقی چندگانه، برای ایجاد قابلیت های بیشتر در تولید با مواد جدید هدایت می كند. Rolco به دنبال رسیدن به تعدادی از مزایای استفاده از زیست چندسازه های گرمانرم JER بعنوان جایگزین بسپارهای خالص میباشد. زیست چند سازه ها نسبت به بسپارهای خالص بسیار در قیمت مؤثرند و ضربه پذیری تولیدكننده را با بی ثباتی شدید قیمت نفت خام كاهش می دهد. قطعات بازی می توانند در دماهای كمتری قالب گیری شوند كه منجر به كاهش مصرف انرژی تا 30 درصد میشود. این قطعات سازگار با محیط زیست همچنین محصولاتی با ویژگی هایی یكنواخت ارائه می دهند كه میتواند قطعات بازی Rolco را از بقیه رقیبان متمایز سازد. مشابه دیگر تولیدكنندگان اسباب بازی صنعت بازی صفحات تخت نیز از طرف مشتریان و فروشندگان برای سازگاری بیشتر با محیط زیست تحت فشار میباشد. توجه به مسائل زیست محیطی توسط انجمن صنایع اسباب بازی به عنوان یكی از پنج نكته كلیدی رقابت در زمینه فروش اسباب بازی در آمریكای شمالی میباشد. اسباب بازی های سازگار با محیط زیست Sprig شركت اسباب بازی Sprig از ابتدا بر تولید اسباب بازی های بدون باتری، سازگار با محیط زیست و بدون رنگ برای بچه ها متمركز بود. انرژی درصورت لزوم با حركت خود كودك یا پمپ اسباب بازی تولید میشود. علاوه بر این، كمپانی میخواست از یك زیست چندسازه پلی پروپیلن قابل قالب گیری تزریقی استفاده كند كه آنها چوب Sprig را برای تولید اسباب بازی های سازگار با محیط زیست و بدون رنگ ابداع كردند. آنها برای ایجاد مواد موردنیاز براساس فناوری محیطی JER و برای قالب گیری انواع اسباب بازی به سمت فنآوری Bay متمایل شدند. محصولات محیط زیستی Sprig از سری پیشرفته با بهترین فروش اسباب بازی و كامیون های اسباب بازی جدید سازگار با محیط زیست از چندسازه های چوبی Sprig ساخته شده است كه خود چندسازه متشكل از ضایعات محصولات چوبی و پلاستیك های بازیافتی میباشد كه از رزانه ها (dyes) برای حذف استفاده از پوشرنگ های تزئینی كمك می گیرد. برای محصولات سازگار با محیط زیست حداقل بسته بندی استفاده میشود كه آن هم از كاغذ و مقوای بازیافتی میباشد. JER فرمول بندی مواد برای خطوط جدید تولید اسباب بازی توسط Sprig را ادامه داد و جایگزین هایی براساس بسپارهای مختلف را به منظور تولید ماده ای برای Sprig كه بیشترین محتوای مواد بازیافتی را داشته باشد، امتحان كرد. اسباب بازی های اخیر Sprig مربوط به بازی با شن، آب و باغچه قادر به استفاده از 10 تا 20 درصد چوب بیشتر نسبت به سری های قبلی میباشند. لوازم خانگی مبتنی بر پلاستیك های زیست محیطی شركت Coza شركت Coza از برزیل خطی از محصولات آشپزخانه و حمام را از مخلوط پلی پروپیلن و 40 تا 50 درصد از چوب یا الیاف نارگیل به ترتیب با عنوان Bios و Native ایجاد كرده است. تمام محصولات در گروه محصولات Bios كه هم زیستی بین چوب و پلاستیك میباشد شامل lignin نیز میباشند. محصولات گروه Native از 40 درصد الیاف نارگیل تهیه شده است و توجه Coza به آنها جلب شده است. این لوازم خانگی زیست پایه كه در برزیل به خوبی فروش رفتند، توجه دیگران را نیز به خود جلب كردند. اسباب بازی های با پلاستیك بازیافتی و لوازم خانگی "سبز" اسباب بازی های سبز محصولات HDPE بازیافت شده موفق را ارائه می دهد. شركت اسباب بازی های سبز، اسباب بازی های سازگار با محیط زیست (برای مثال وسایل بچه، وسایل پخت، ظروف غذاخوری و چای خوری، وسایل بازی با شن و ماشین های اسباب بازی)تولید می كند كه در ایالات متحده آمریكا از HDPE بازیافتی از پاكت های شیر و بسته های غذای ساخته شده از مقوا بدون استفاده از مواد سلفون قالب گیری میشود. هیچگونه BPA فتالات یا رنگ مصوبه در این اسباب بازی های مطابق CPSIA استفاده نمی شود، همچنین استانداردهای غذایی FDA نیز در آنها رعایت شده است. لوازم خانگی سبز در نمایشگاه بین المللی اخیر لوازم خانگی در شیكاگو ظروف پلاستیك زیست و بر پایه غلات از طرف طراح لوازم خانگی نیویورك كازابلا به نمایش گذاشته شد و به خرده فروشان معرفی شد. طراحی لوازم خانگی كازابلا از نظر ظاهری بسیار مدرن میباشد. منبع : بسپار

به منظور اتصال قطعات پلاستیکی به قطعات دیگر که یا بسیار بزرگند یا بسیار پیچیده، از چسب و چسباندن حلالی، بست مکانیکی و انواع روش‌های جوشکاری استفاده می‌شود. در تمام این موارد هدف، تشکیل یک قطعه مونتاژ شده‌ی یکپارچه است. سامانه‌های چسب کاری، چند کاره هستند و در مواقعی که نیازمند اتصالات محکم و بادوام هستیم، نتایجی پایدار و قابل پیش بینی به بار می‌آورند. جوشکاری، تنها برای گرمانرم‌ها (و نه گرماسخت‌ها) مناسب است. در این روش سطوح مورد اتصال در محل تماس ذوب می‌شوند تا پیوندهای مولکولی قوی تشکیل گردند. جوشکاری پلاستیک در صنعت پلاستیک و به منظور درزگیری بسته‌بندی‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر دو روش استفاده از چسب و جوشکاری پلاستیک در صنعت خودرو به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. پشتیبانی فنی توسط متخصصان سازندگان بسپار پیشنهادات و پشتیبانی‌های فنی لازم برای اتصال و مونتاژ قطعات ساخته شده از موادشان را ارائه می‌کنند. شرکت Lanxess در راهنمای محصولاتش به این موضوع می‌پردازد که مهندسان طراح در ابتدا باید توجه کنند که چگونه می‌خواهند با اتصال اجزای مجزا، آن ها را به واحدهای عملیاتی تبدیل کنند. در این نوشته بست‌های مکانیکی شامل پیچ‌ها و میخ‌پرچ‌‌ها یکی از ارزان‌ترین و معمول‌ترین روش ها برای مونتاژهایی که می‌بایست قابل جداشدن باشند معرفی شده است. هم چنین جهت اتصال دائمی، چسب‌های حلالی در زمره‌ی ارزان‌ترین روش‌های اتصال ذکر شده است. در روش اتصال توسط چسب، چسب‌های دو جزیی اپوکسی و پلی‌یورتان می‌توانند استحکام پیوندی عالی ایجاد کنند. در این راهنما آمده است: چسب‌های بر پایه‌ی سیانو اکریلات‌ها می‌توانند پیوندهای سریعی ایجاد کنند ولی از طرفی به بسپار‌های پلی‌کربنات می‌توانند صدمه وارد کنند مخصوصاً اگر قطعات تنش درونی زیادی داشته باشند یا در فشار کاری زیادی قرارگیرند. چسب‌های اکریلیک دوجزیی استحکام پیوندی بالایی را نشان می‌دهند اما اغلب شتاب هنده‌شان به آمیزه‌های پلی کربناتی صدمه وارد می‌کنند. Lanxess توصیه می‌کند تمام قطعات برای تعیین یک چسب مناسب قبلاً آزموده و مدل شوند. پلاستیک‌ها را می‌توان هم به روش حرکت مکانیکی مانند ارتعاش جوش داد و هم با به کارگیری حرارت به منظور ذوب کردن محل اتصال. مونتاژ فراصوتی یکی از روش‌های پرکاربرد در گرمانرم‌ها است که به اتصالات دائمی، زیبا و دل پذیری می‌انجامد. ارتعاش مکانیکی با بسامد زیاد برای ذوب سطوح محل اتصال در اغلب روش‌های فراصوتی (جوشکاری، ردی (staking) ، جوشکاری نقطه‌ای و درونه ی فراصوتی (ultrasonic inserts)) استفاده می‌شود. هم چنین در این راهنما آمده است مقادیر کم از پرکننده‌ها، مانند الیاف شیشه مانع جوشکاری نخواهند شد. اگر مقدار الیاف شیشه‌ای از 30% فراتر برود منجر به یک پیوند ضعیف می‌شود و می‌تواند در وسایل جوشکاری فرسایش ایجاد کند. عوامل رها کننده‌ی قالب، روان کننده ها و عوامل تأخیر اندازنده‌ی آتش اثر منفی بر کیفیت جوش دارند. شرکت Sabic Innovative Plastics در کتاب مرجع خود در مورد جوشكاري پلاستيك‌ها نوشته است که جوشكاري ارتعاشی، که به نام‌های جوشكاري خطی و جوشكاري مالشی خطی نیز نامیده می‌شود، برای جوش قطعات گرمانرم در طول شکاف صاف مناسب است. در این فرآیند، قطعاتی که می‌بایست به هم متصل شوند بر روی يكديگر تحت فشار مالیده می‌شوند. در ماشین‌های جوشکاری ارتعاشی تجاری، نیمی از قطعه توسط القاء یک سامانه جرم دار و فنری سفت که به خوبی تنظیم شده، و به وسیله‌ی یک نیروی نوسانی تحمیلی خارجی مرتعش می‌شود. انواع دیگر جوشکاری مالشی شامل جوشکاری چرخشی، ارتعاشی زاویه‌ای و جوشکاری دورانی می‌باشد. شرکت Sabic نشان می‌دهد که پلاستیک‌ها و چندسازه‌های پلاستیکی به طور فزاینده‌ای در ساختارهای پیچیده که در آن ملاحظات اتصال و قیمت مهم هستند استفاده می‌شوند. بسپار های گرمانرم پرشده و پرنشده ی قابل جوشکاری در بسیاری از کاربردهای ساختاری پرتقاضا که نیازمند اتصالاتی با توان تحمل فشارهای خستگی و ساکن هستند استفاده می‌شوند. شرکت Sabic مثالی از یک سپر خودرو را ذکر می‌کند که از بسپارSabic's Xenoy@ 1102 که یک ترکیب نه کاملاً گرمانرم است ساخته شده است. این سپر توسط جوشکاری ارتعاشی دو قطعه‌ی قالب‌گیری شده به روش تزریق تولید شده است. به گفته‌ی این شرکت، فناوری جوش پلاستیک به دلیل ورود چندسازه‌های گرمانرم بسیار کارا، مهم‌تر شده است که این موضوع انقلاب روش‌های مونتاژ در کاربردهای فضایی را نوید می‌دهد. در کتاب راهنمای مذکور آمده است: به تازگی توجه به برگشت‌پذیری مواد، موضوع جوشکاری را پراهمیت‌تر کرده است زیرا بر خلاف چسب‌ها در جوشکاری، مواد اضافی وارد مونتاژ قطعات نمی‌شود. انواع دیگر جوشکاری استفاده شده در گرمانرم ها شامل جوشکاری توسط لیزر و جوش مقاومتی و القایی می‌باشد. در جوشکاری لیزری امواج رادیویی لیزر یا نور از میان قطعه‌ی پلاستیکی اول عبور داده می شود تا جایی که قطعه‌ی دوم آن را جذب کند و منجر به ایجاد حرارت و ذوب در محل تماس شود. در جوشکاری مقاومتی با به کارگیری یک مقاومت الکتریکی کاشته شده بین سطوح مورد اتصال، حرارت مورد نیاز برای اتصال جوش تامین می‌گردد. در جوشکاری القایی از یک پیچه (کویل) برای تولید میدان مغناطیسی متناوب استفاده می‌شود که منجر به القاء جریان در سطوح اتصال می‌شود. مقاومت ماده در برابر این جریان باعث تولید حرارت می‌شود. اجزای جوشکاری فراصوتی مونتاژ فراصوتی از ارتعاشی که توسط یک مبدل تولید شده است استفاده می‌کند. این مبدل انرژی الکتریکی را با استفاده از یک شیپور صوتی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. انرزی از میان قطعه به محل اتصال انتقال داده می‌شود، در آن جا از طریق مالش گرما تولید می‌شود و پس از آن با ذوب پلاستیک پیوند تشکیل می‌گردد. شرکت Branson Ultrasonics که در زمینه اتصال مواد و تمیزکاری دقیق، یک رهبر جهانی است؛ سامانه های فرا صوتی کاملاً دیجیتال را توسعه داده است. سامانه های Branson's 2000X در بسامدهای 20، 30 و 40 کیلو هرتز همراه با توان خروجی افزایش یافته برای تمام بسامدها قابل استفاده می‌باشد. این شرکت معتقد است انعطاف پذیری و محدوده‌ی این سامانه‌های جوشکاری، دست مصرف‌کنندگان را در انتخاب قطعات تشکیل دهنده باز می‌گذارند تا بتوانند قطعه‌ی مونتاژ شده‌‌ای با مصارف خاص تولید کنند. دستگاه‌های "خود کنترل شونده‌ی رومیزی" جهت تولید دستی و تک ایستگاهی و ابزار کمک- دستی جهت مونتاژ قطعات بزرگ و به منظور استفاده در سطوح اتصالی که به سختی قابل دستیابی هستند از جمله‌ی آنهاست. مجزا بودن قطعات تشکیل دهنده‌ی این دستگاه شامل سامانه محرک و منبع انرژی ضمیمه شده‌ی جداگانه از شاخصه‌های این سامانه است. تمام محصولات Branson را می‌توان جهت اتوماسیون خطوط و ایجاد سامانه‌های تولید کاملاً جامع جهت مونتاژ به کار برد. همچنین قطعات OEM (تولید کننده‌ی تجهیزات اصلی(قطعات اصلی)) جهت استفاده در اتوماسیون را می‌توان از کارخانه‌ای که فناوری‌های اتصال آن به جوشکاری خطی، دورانی و ارتعاشی- حرکتی قابل برنامه‌ریزی، صفحه داغ (hot plate) و جوشکاری چرخشی گسترش داده باشد به دست آورد. محصولات سری 40 شرکت Branson، سامانه‌های فرا صوت خود کنترل شونده‌ی به نسبت خودکار با تکیه بر قابلیت شکل پذیری و سرعت تولید بالا جهت مونتاژ پلاستیک‌ها هستند. این دستگاه‌ها دارای قابلیت جوشکاری، ردی، درونه گذاری، سنبه کاری یا جوش نقطه‌ای گرمانرم‌ها هستند. محصولات سری 40 می‌توانند شامل ایستگاه‌های فراصوتی چندگانه باشند یا می‌توانند با سامانه‌های فراصوتی دیگر مثل جوش دهنده‌های چرخشی یا عملیات ثانویه‌ی دیگر مثل آزمون نشت‌یابی ترکیب شوند. شرکت Herrmann Ultrasonics، یک تولیدکننده‌ی آلمانی دارای شرکت‌های تابعه در آمریکا و چین، فناوری های پیشرفته ای در زمینه‌ی اتصال فراصوتی به دست آورده است. این سازنده اخیراً ماشین جوشکاری فراصوتی تکامل یافته‌ی HiQ را تولید کرده است که دارای مشخصه‌ی تغییر سریع ابزار (quick-tool-change) و ابداعات دیگری است تا بتواند تولید را افزایش دهد و زمان بیکاری و مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. این سامانه همراه با ژنراتورهای دیجیتالی 20، 30 و 35 کیلوهرتزی در مدل‌های محدوده‌ی 1200 تا 6000 وات قابل استفاده است. شرکت مذکورMedialog را در فضاهای عاری از آلودگی پیشنهاد می‌دهد که برای سازندگان تجهیزات پزشکی و هم چنین کاربری‌های دیگری که نیازمند فرآیند تولید بدون حضور آلودگی هستند مناسب می‌باشد. هوای ورودی به یک استاندارد بالاتری تصفیه شده و هوای خروجی جمع آوری می‌شود که می‌توان آن را از میان یک سامانه ی تهویه موجود هدایت کرد. واحدهای Medialog در دو اندازه موجودند: HS در 20 و 30 کیلوهرتز و PS در 35 کیلوهرتز. ژنراتورهای دیجیتال تا 5000 وات بالا می‌روند. پردازش اطلاعات سریع شرکت Dukane Corp. سامانه‌های پرس فراصوتی سری iQ برای جوش گرمانرم‌ها تولید کرده است. این شرکت یک تامین کننده‌ی جهانی جوش‌دهنده‌های فراصوتی، چرخشی، لیزری، ارتعاشی و صفحه داغ و همچنین دستگاه‌های پرس حرارتی، ابزارآلات و نرم افزارها برای بازارهای مونتاژ محصولات پلاستیکی تجاری و OEM می‌باشد. گفته می‌شود دستگاه پرس فراصوتی سری iQ به دلیل معماری فرآیندی چند هسته‌ای دارای سرعت پردازش اطلاعات بالاتری در صنعت است (سرعت به روز شده‌ی 0.5 میلی ثانیه). به گفته‌ی Dukane این سامانه اطلاعات جوش شامل توان، انرژی، فاصله، نیرو، بسامد و زمان را در سرعتی معادل دو برابر تجهیزات سری قدیمی‌تر و با دقت و استحکام جوش بالاتر پردازش می‌کند. دستگاه پرس فراصوتی سری iQ برای جوشکاری گرمانرم‌ها، پردازش اطلاعات بسیار سریع و استحکام و دقت جوش بالاتری را نسبت به تجهیزات سری قدیمی‌تر شرکت Dukane فراهم می‌کند. سری iQ دارای سامانه پرس 30/40 کیلوهرتزی با مکانیزم لغزشی سبک و دقیق می‌باشد و جهت کاربردهای کوچک، حساس و دارای رواداری کم طراحی شده است. به علاوه دستگاه‌های پرس 20 کیلوهرتزی توسط Dukane Ultra ridged H-frame support جهت کاربری‌های دقیق و با نیروی زیاد قابل دسترس است.پیکربندی این محصول با توجه به نیازهای استفاده کننده به صورت پودمانی طراحی شده و قابل اضافه و کم کردن است. کنترل گر‌های این محصول از ابتدایی (فقط زمان) تا پیشرفته (زمان، انرژی، فاصله، نیرو و حداکثر قدرت فرستنده) متنوع هستند و دارای اعتبار و واسنجی شده (کالیبراسیون) جهت کاربردهای پزشکی می‌باشند. فشار دوگانه در واحد اصلی استاندارد می‌شود. واحدهای پیشرفته دارای مبدل نیرو و شیر فشار شکن الکترونیکی حلقه بسته می‌باشند که هنگامی که با کنترل گر سرعت هیدرولیک Dukane جفت می‌شوند قادر به کنترل دقیق سرعت ذوب خواهند بود. شرکت Sonics & Materials, Inc. یک تولید کننده‌ی تجهیزات جوش از دستگاه‌های قابل حمل و دستگاه‌های پرس مدل رومیزی تا سامانه‌های کاملاً خودکار می‌باشد. این شرکت خودش را در زمینه‌ی فناوری جوش فراصوتی متمایز کرده است. ابداعات اخیر شامل دستگاه‌های قابل حمل جوش فراصوتی 40-20 کیلوهرتز همراه با کنترل گرهای بر پایه زمان دیجیتال یا انرژی ثابت می‌شود. ابزارها مشخصاً جهت کاربری‌های جوشکاری، ردی(staking)، درونه گذاری (inserting) و جوش نقطه‌ای طراحی شده‌اند. یک بست تپانچه‌ای اختیاری جهت حمل و نقل آسان‌تر تعبیه شده است. لوازم یدکی دیگر شامل یک پرس دستی و یک پدال پایی می‌شود. جوشکاری قطعات مدور جوشکاری چرخشی روشی برای جوش قطعات گرمانرم با استفاده از یک حرکت چرخشی دایره‌ای و فشار کاربردی است. یک قطعه توسط یک فک ثابت نگه داشته می‌شود تا قطعه‌ی دیگر حول آن بچرخد. حرارت تولید شده توسط مالش مابین دو قطعه منجر به ذوب محل تماس دو قطعه شده و در نتیجه یک آب بندی محکم و سحرآمیز ایجاد شود. شرکت Brandson Ultrasonics سامانه جوش چرخشی خود تنظیم SW300 را جهت جوشکاری قطعاتی با محل تماس دایره‌ای را پیشنهاد می‌کند. گفته می‌شود جوش دهنده‌های چرخشی رومیزی همراه با یک صفحه‌ی نمایش لمسی 6 اینچی دارای دقت موتور خود تنظیم برابر با 1/0± درجه می‌باشند. SW300 را می‌توان در حالت های عملکردی دستی، نیمه خودکار و کاملاً خودکار به کار برد. حداکثر بار کاربردی 142 کیلوگرم است. سامانه جوشکاری چرخشی خود تنظیم SW300 از شرکت Brandson Ultrasonics برای جوش قطعاتی با محل تماس دوار طراحی شده است. شرکت ToolTex جوش دهنده های چرخشی رومیزی ای ساخته است که دارای گشتاور بالایی برای قطعات تا قطر 5/63 سانتی متر می‌باشد. این شرکت در زمینه‌ی سازگاری محصولاتش با خطوط ماشین ‌کاری مشتری متبحر شده است و می تواند دستگاه‌های جوش خود را در خطوط موجود مشتری جای دهد. هم چنین آن‌ها می‌توانند دستگاه‌های خود را به صورت مستقل راه‌اندازی کنند. جوش‌دهنده‌های چرخشی خود تنظیم SW750 این شرکت دارای گردش با دقت 1/0 درجه و تحمل بار 5/90 کیلوگرم هستند. این دستگاه مجهز به یک کنترل گر صفحه‌ی نمایش لمسی است. شرکت PAS (Plastic Assembly Systems)، تجهیزات جوشکاری استفاده شده و جدید شامل محصولات جوش چرخشی خودتنظیم، جوش دهنده‌های فراصوتی و سامانه‌های مونتاژ حرارتی را ارائه می‌کند. مدل STS2000 یک سامانه حرارتی خودتنظیم است که مجهز به فناوری جدید خود تنظیم جهت کنترل دقیق کاربردهای حرارتی در تماس مستقیم با ابزارهای گرم شده می‌باشد. STS2000 می‌تواند به عنوان یک دستگاه مستقل یا همراه با خطوط اتوماسیون به کار برده شود. خط تولید PAS برای قطعات کوچک، متوسط و بزرگ و جهت کاربری با دقت بالا و قابلیت تکرارپذیری قابل استفاده است. فنون جوشکاری لیزری فناوری جوش لیزری یک روش اتصال انعطاف پذیر و غیر تماسی است که جوش‌های قوی و تمیز با کمترین تکانه (شوک) حرارتی در نقاط اتصال ایجاد می‌کند. در این روش هیچ ذره‌ای در محل اتصال رها نمی‌شود. این روش دارای دقت زیاد بدون سایش ابزارآلات است و در آن هیچ ماده‌‌ی مصرفی جوشکاری استفاده نمی‌شود. شرکت Stanmech Technologies که با شرکتLeister Process Technologies ادغام شده طرز ساخت پلاستیک‌ها و تجهیزات جوشکاری را شامل سامانه‌های اتصال لیزری بر اساس خواست مشتری ابداع کرده است. چهار سامانه جوش لیزریNovolas™ جهت برآوردن نیازهای خاص قابل دستیابی است. سامانه اصلی اجازه می‌یابد در سامانه‌های ساخت همراه با کنترل گرهای فرآیندی خودشان ادغام شود. مدل‌های دیگر، OEMها جهت ادغام پیشرفته، WS (ایستگاه کاری( جهت ایستگاه کاری دستی کمی خودکار و maskwelding Micro برای اتصال قطعات باریک و ریز می‌باشند. این شرکت یک آزمایشگاه کاملاً کاربردی جهت ارزیابی نیاز مشتریان ارائه کرده است. پیشرفت جدید در این زمینه، تولید دستگاه Leister Weldplast $2 hand-extruder است که یک وسیله‌ی کامل طراحی شده جهت تولید محصولات اکسترود شده‌ی تا 5/2 کیلوگرم (5/5 پوند) در ساعت جهت اتصال قطعات گرمانرم است. این دستگاه مجهز به یک کفشک جوش چرخشی 360 درجه جهت تسهیل کار کردن در بالای سر است. هم چنین از این شرکت ابزار دستی هوای داغ از سبک وزن Hot Jet S و قلم جوش تا مدل‌های بزرگ‌تر مانند Diode و Triac S در دسترس است. این ابزارها برای دمیدن هوای داغ مستقیم به شکاف اتصال و الکترود جوشکاری استفاده می‌شوند. شرکت Laser and electronics specialist LPKF در آلمان سامانه‌هایی جهت جوش لیزری پلاستیک‌ها همراه با سامانه‌های تولید پودمانی (modular) ساخته است. جوش لیزری انتقالی، قطعات گرمانرمی را که دارای مشخصات جذب متفاوت هستند را متصل می‌کند. لیزر در لایه‌ی بالایی که نسبت به آن طول موج شفاف است نفوذ می‌کند اما به وسیله‌ی لایه‌ی پایینی جذب می‌شود، این عمل منجر به تولید حرارت و پیوند سطوح به یکدیگر می‌شود. خطوط تولید جوش لیزری LPKF شامل LQ-Power جهت عملیات دستی و LQ-Integration با فناوری یکپارچه‌سازی بدون درز در خطوط تولید می‌شود. فناوری جوش لیزری ثبت اختراع شده با نام Clearweld®، توسط شرکت‌های Gentex Corp. و TWI, Ltd. که گروه‌های تحقیق و توسعه‌ی صنعتی انگلیسی هستند ابداع شده است. فرآیند Clearweld که توسط Gentex تجاری شده است، از پوشش‌های ویژه و افزودنی‌های بسپار با قابلیت جوش لیزری استفاده می‌کند تا بتواند رنگ یکنواخت و انعطاف پذیری طراحی در جوش پلاستیک‌های با ارزش و پشت پوش ایجاد ‌کند. این فناوری، اختصاصاً برای وسایل و لوله‌های پزشکی ساخته شده است زیرا این ابزارها با به کارگیری چسب‌ها و ذرات ناشی از استفاده از جوشکاری فراصوتی آلوده می‌شوند. LPKF یک شریک در شبکه‌ی جهانی Gentex شامل سازندگان تجهیزات، integrators، تامین کنندگان مواد و مونتاژکاران پلاستیک می‌باشد. شریک دیگر Branson Ultrasonics است که یک سامانه لیزری انحصاری جهت فرآیندهای Clearweld ابداع کرده است. این سامانه به گونه‌ای طراحی شده است که لوله‌های پزشکی را بدون چرخش آن‌ها جوش دهد. کمک از لیزر برای قطعات ترکیبی فرآیند ابتکاری کمک از لیزر برای اتصال پلاستیک‌ها و فلزات توسط موسسه Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) در آلمان ابداع شده است. در این فرآیند طبق ثبت اختراع انجام شده Liftec®، امواج لیزر از میان یک قطعه‌ی پلاستیکی عبور می‌کنند تا جزء فلزی که در مقابل آن پرس شده است داغ شود. پس از آن که پلاستیک ذوب شد، فشار مکانیکی روی قطعه‌ی فلزی اعمال می‌شود و آن را به درون پلاستیک هل می‌دهد. شکل هندسی مناسبی برای قطعه‌ی فلزی طراحی شده است و یک پیوند مثبت و جامد پس از سرد شدن تشکیل می‌دهد. سرامیک‌ها و پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت نیز می‌توانند در این فرآیند به کار گرفته شوند. شرکت Kamweld Technologies یک متخصص در زمینه‌ی محصولات جوش پلاستیک، تفنگ هوای داغ صنعتی و وسایل خمش صفحه‌ی پلاستیکی و متعلقاتش است که اخیراً جوش-دهنده‌های سری Fusion با وزن کم و قابل حمل توسط دست را همراه با کنترل گرهای دیجیتال دقیق جهت کنترل دمای جریان هوا ابداع کرده است. چهار مدل از دستگاه FW-5 قابل دسترس اند، که همگی دارای گرم کن های خطی هستند. مدل‌های FW-5C و FW-5D دستگاه‌های کامل با کمپرسورهای داخلی هستند. چسب‌های ساختاری محکم چسب‌های پیشرفته جهت پیوند پلاستیک‌ها از طیف گسترده‌ای از سازندگان قابل دسترس هستند. شرکت ITW Plexus، سردمدار فناوری‌های چفت و بست زدن، اتصال، درزبندی و پوشش، چسب‌های ساختاری ثبت شده Plexus® را برای پیوند گرمانرم‌ها، مواد چندسازه و فلزات ساخته است. چسب‌های ساختاری یا اجرایی معمولاً در کاربردهای تحمل بار استفاده می‌شوند زیرا آنها به استحکام محصولات پیوندخورده می‌افزایند. ITW Plexus راهنمایی برای اتصال پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات ارائه کرده است که در پایان این متن آورده شده است.سه چسب ساختمانی جدید Plexus® انعطاف پذیری در موقع عملکرد از خود نشان می‌دهند و برای کاربردهای ساخت قایق و دیگر مونتاژهای بزرگ بسیار مناسب اند.ابداعات اخیر Plexus شامل سه نوع چسب متاکریلات ساختاری دو جزیی است که در دمای اتاق پخت می‌شوند و پیوندهای استثنایی و البته انعطاف‌پذیری را بر روی چندسازه‌ها، بدون آماده سازی سطح یا با آماده سازی سطح کم ایجاد می‌کنند. MA530 با زمان عملکردی 40-30 دقیقه، برای پر کردن شکاف‌هایی تا 78/17 میلی‌متر طراحی شده است. MA560-1 دارای زمان عملکردی بالاتری است (تا 70 دقیقه) و برای پر کردن شکاف‌هایی تا 14/25 میلی متر مناسب است. MA590 با زمان عملکردی تا 105 دقیقه بسیار مناسب برای قایق‌های الیاف شیشه ای بزرگ است. به گفته‌ی شرکت مذکور، این چسب‌ها هم چنین پیوندهایی عالی روی فلزات و دیگر کارپایه ها ایجاد می‌کنند. بر خلاف دیگر چسب‌ها و بتونه‌ها، این چسب‌ها به طور شیمیایی FRPها، چندسازه‌ها و تقریباً تمام بسپار‌های پلی استر و ژل‌پوشه ها را درهم می‌آمیزد. این شرکت یادآور می‌شود به دلیل این‌ که چسب‌هایش نیازی به آماده‌سازی سطح ندارند، بنابراین می‌توانند زمان مونتاژ را تا 60% کاهش دهند. این‌ شرکت اضافه می‌کند چسب‌های مذکور پیوندهای بسیار قوی‌ای ایجاد می‌کنند به طوری که کارپایه ها (substarates) قبل از اینکه پیوند ایجاد شده خراب شود لایه لایه می‌شوند. گفته می‌شود این چسب‌ها انعطاف پذیری استثنایی، استحکام ضربه و مقاومت در برابر سوخت، مواد شیمیایی و آب از خود نشان می‌دهند. شرکت مذکور، دستگاه های پخش کننده‌ی چسب با نام Fusionmate™ بهینه شده برای چسب‌های متاکریلات Plexus را نیز ارائه کرده است. این سامانه با هوای کارگاهی در فشار psi 100 کار می‌کند و پمپاژ حجمی مثبت مداومی با نسبت‌های حجمی با دقت از 6:1 تا 15:1 را فراهم می‌کند. خروجی از سرعت جریان 38/0 تا 92/4 لیتر بر دقیقه قابل تنظیم است. گیربکس‌های زنجیری مستقل برای پمپ‌های چسب و فعال کننده به صورت جداگانه طراحی شده است که پاکسازی آنها را به طور مجزا امکان‌پذیر می‌سازد. چسباندن قطعات خودرو سالیان متمادی است که چسب‌ها در کاربردهای خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند و با پیشرفت فناوری چسب، اهمیت آن‌ها نیز افزون شده است. شرکت Dow Automotive که تولید کننده‌ی چسب برای خودرو است گزارش می‌دهد که فناوری چسب در کاربردهای‌گسترده‌تری همراه با پشتیبانی قطعات اصلی خودرو (OEM) جهت حصول اطمینان و کاهش وزن کلی استفاده می‌شود. چسب با دوام در برابر ضربه با عنوان Betamate™ از این شرکت توسط شرکت خودروسازی Audi جهت استفاده در پروژه‌ی A8 که یک خودرو جدید با بدنه‌ی آلومینیومی است انتخاب شده است. فناوری Betamate در کاربردهایی که نیازمند کارایی زیاد هستند می‌تواند استفاده شود و جهت پیوند قطعات گرمانرمی، چندسازه‌ها، شیشه، آهن‌آلات، تزئینات خودرو، و آلیاژهای فولاد، آلومینیوم و منیزیم قابل استفاده است. چسب‌های ساختمانی می‌توانند جای گزین جوشکاری و چفت و بست‌های مکانیکی در اتصال انواع زمینه‌های مشابه و غیر مشابه شوند و اثرات شکست و فرسودگی پیدا شده در اطراف جوش های نقطه‌ای و بست‌ها را حذف کنند. به گفته‌ی شرکت Dow این چسب عملیات درزگیری را در برابر شرایط آب و هوایی که منجر به خوردگی می‌شود نیز می‌تواند انجام دهد. این شرکت هم چنین سامانه‌های پیوند شیشه Betaseal™ را ساخته است که برای نصب شیشه‌های خودکار در خودروها استفاده می‌شود. شرکت IPS سازنده‌ی چسب‌های ساختمانی بسیار قوی متاکریلات WeldOn® اخیراً چسبWeld-On SS 1100 را جهت چسباندن قطعات گرمانرم، چندسازه و فلزی و هم چنین کارپایه هایی که به سختی چسبانده می‌شوند مانند نایلون و فلزات گالوانیزه شده ساخته است. این چسب ها دو جزیی بوده و جهت اتصال فلزات به پلاستیک‌ها بسیار مناسب هستند و دارای زمان عملکردی 4 تا 17 دقیقه می‌باشند. به گفته‌ی شرکت مذکور، این محصول دارای کاربردهای گسترده‌ای شامل حمل و نقل، دریایی، ساختمانی و مونتاژ محصول است و نیازی به آماده‌سازی سطح ندارد (یا نیازمند آماده سازی سطح کمی است). پروژه‌های چسباندن بزرگ شرکت Gruit توسعه دهنده و سازنده‌ی مواد چندسازه، چسب‌های اپوکسی Spabond را ارائه کرده است که جهت ایجاد اتصالات بسیار محکم و با دوام طراحی شده است که اغلب قوی‌تر از خود مواد مورد اتصال است. این چسب در اندازه‌ها و درجه‌بندی‌های گوناگون به منظور پاسخگویی به نیازهای مختلف عرضه شده است. چسب بسیار کارای Spabond340LV برای چسباندن سازه‌های بزرگ مانند تنه‌ی قایق‌ها و پره‌های توربین‌های بادی طراحی شده است. گفته می‌‌شود این چسب دارای قیمت مناسب به نسبت کاراییش و هم چنین خواص مکانیکی و حرارتی خوبی است. به منظور چسباندن سازه‌های بزرگی که هندسه‌ی سطح ناصافی دارند، شرکت Gruit چسب Spabond 345 را پیشنهاد می‌دهد که دارای غلظت بالا و خمیر مانند است و می‌تواند بدون شره کردن به کار رود. چسب اپوکسیSpebond 5-Minute در موارد سریع خشک، کاربردهای عمومی و کارهای تعمیری در طیف گسترده‌ای از کارپایه ها با جنس های مختلف استفاده می‌شود. در مواردی که امکان به کارگیری گیره‌های مرسوم نیست این چسب در ترکیب با محصولات دیگر Spabond به عنوان سامانه "جوش نقطه‌ای" می‌تواند استفاده شود. چسب‌های Spabond در کارتریج‌ها، ظروف و درام‌های دستگاه‌های اختلاط و پراکنش گر‌ قابل استفاده است. چسب‌های ویژه شرکت Dymax سازنده‌ی طیف گسترده‌ای از چسب‌های صنعتی و محصولات قابل پخت توسط امواج فرابنفش از جمله چسبUltra-Red™ Fluorescing 1162-M-UR، جهت چسباندن پلاستیک به فلز در کاربردهای پزشکی است. ترکیب ثبت شده‌ی Ultra-Redاز آن سبب است که این چسب‌ها تحت نور کم شدت "black"، قرمز قهوه‌ای به نظر می‌رسند که به شدت با اغلب پلاستیک‌ها که به طور طبیعی نور آبی پس می‌دهند تمایز دارند. این تضاد رنگی به بازرسی خط چسب کمک می‌کند. کارپایه های قابل چسباندن شامل پلی-کربنات، فولاد ضدزنگ، شیشه، PVC و ABS می‌باشد. شرکت Master Bond تولیدکننده‌ی چسب‌ها، درزگیرها، پوشش‌ها، بتونه‌ها، ترکیبات دربرگیری (encapsulation) و بسپار‌های سیرشده، به تازگی تولید یک نوع چسب دوجزیی اپوکسی را اعلام کرده است که گفته می‌شود این چسب رسانائی گرمائی بسیار استثنایی ایجاد می‌کند. چسب EP21AN، گفته‌ می‌شود یک عایق الکتریکی عالی است که چسبندگی بسیار خوبی روی کارپایه های گوناگون از جمله بسیاری از پلاستیک‌ها، فلزات، سرامیک‌ها و شیشه ایجاد می‌کند. هم چنین به گفته‌ی شرکت مذکور، پیوندها ثبات ابعادی مناسبی از خود نشان می‌دهند و پدیده‌ی جمع شدگی بعد از پخت به طور استثنایی پایین است. چسب جدید اپوکسی EP21AN از شرکت Master Bond که یک عایق الکتریکی عالی است، هدایت گرمایی زیاد و چسبندگی بسیار خوبی در بسیاری از کارپایه‌ها ایجاد می‌کند. شرکت Flexcon، چسب اکریلیک حساس به فشار V-778 را ارائه می‌دهد که گفته می‌شود مناسب پلاستیک‌هایی با انرژی سطحی کم مانند TPO است. این محصول نیاز به آماده‌سازی سطح TPO (به روش آستری زدن یا استفاده از شعله) را حذف می‌کند و در نتیجه در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود. به گفته‌ی این شرکت، آزمایش ها نشان می‌دهد که این چسب، چسبندگی و دوامی عالی روی TPOها و آلیاژهای پلی اولفینی و سطوح پوشش داده شده با رنگ پودری از خود نشان می‌دهد. شرکت مذکور نوارچسب‌های انتقالی از جنس اکریلیک و بسیار کارا را نیز ارائه می‌کند. شرکت Evonik Cyro LLC تولید کننده‌ی محصولات اکریلیک ویژه، به تازگی Acrifix™ از انواع عوامل چسباننده‌ی ویژه (SBAs) را تولید کرد که محصولات چسباننده‌ی جدیدی جهت استفاده با گرمانرم‌ها هستند. به گفته‌ی شرکت مذکور این چسب‌ها به طور خاص جهت چسباندن محصولات اکریلیکی Acrylite™ طراحی شده‌اند و شامل انواع زیر است: Acrifix 2R 0190 فعال‌ترین SBA چند کاره، Acrifix 2R 0195 عامل چسباننده‌ی فعال با جلای نهایی و Acrifix 1S 0117 تنها عامل چسباننده در بازار آمریکای شمالی که در متیلن کلرید حل نمی‌شود. SBAها نوعاً جهت چسباندن قطعات در معرض دید از جمله در نمایشگاه‌ها، موزه‌ها، قاب‌های عکس، روشنایی‌ها و آکواریوم‌ها استفاده می‌شوند. آماده‌سازی جهت اتصال بهتر جهت پیوند مناسب چسب، به سطوح تمیز و عاری از چربی، گریس و آلودگی‌های دیگر نیاز است. در صنایع خودرو و پزشکی به منظور بهبود اتصال قطعات به هم به آماده‌سازی سطح جهت زدودن گرد و غبار، روغن و چربی نیاز است. طبق توضیحات سامانه‌‌های آماده‌سازی سطح Enercon، حلال‌های تمیز کننده مثل تولوئن، استن، متیل اتیل کتون و تری کلرواتیلن می‌توانند استفاده شوند ولی آنها پس از تبخیر یک باقی مانده‌ی فیلم از خود به جای می‌گذارند که چسباندن را به تأخیر می‌اندازد. این شرکت محصولاتی را جهت آماده‌سازی سطح پلاستیک‌ها و مواد دیگر ارائه می‌کند تا به وسیله‌ی آنها چسبانندگی چسب‌ها، برچسب‌ها، چاپ و پوشرنگ‌زنی بهبود یابد و در موارد اکستروژن و روکش قطعات قالبی نیز کاربرد دارد. شرکت Enercon محصول جدیدی را تولید کرده است که به منظور حکاکی، تمیز کردن، فعال سازی، سترون کردن و عامل دار کردن انواع سطوح رسانا و نارسانایی که به سختی آماده می‌شوند، طراحی شده است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده-سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion و سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring جهت انواع فرآیندها است. این سامانه ی پودمانی قابل توسعه با چهار نوع آماده سازی سطح است که منجر به قابلیت اتصال/قطع سریع می‌شود. این محصول یک تخلیه‌ی الکتریکی blown-ion متمرکز شده تولید می‌کند به طوری که سطح ماده با سرعت بالای تخلیه‌ی الکتریکی یون‌ها بمباران می‌شود. گفته می‌شود این روش در آماده سازی و تمیزکاری سطح بسیاری از بسپارهای گرمانرم‌ و گرماسخت، لاستیک ها، شیشه و حتی سطوح رسانا بسیار مؤثر است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion جهت بالا بردن چسبندگی چسب‌ها است. یک سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring تمام انواع فرآیندها را به دنبال دارد. فهرست راهنمای چسباندن چسب‌های شرکت Plexus کتابچه‌ی منتشر شده توسط شرکت ITW Plexus، راهنمایی جهت چسباندن پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات است که ده خانواده‌ی چسب معمول که به عنوان چسب‌های ساختاری نامیده می‌شوند را فهرست کرده است: اکریلیک، بی هوازی، سیانواکریلیک، اپوکسی، ذوبی (hot-melt)، متاکریلات‌ها، فنولیک، پلی یورتان، چسب حلالی و نوارچسب‌ها. به گفته‌ی این راهنما هفت مورد زیر معمول‌ترین آنهاست؛ راهنمای مذکور، مشخصات اولیه‌ی این چسب‌ها را به شرح زیر مورد تاکید قرار داده است: • چسب‌های اپوکسی، که نسبت به دیگر چسب‌های مهندسی بیشتر در دسترس هستند، پرکاربردترین چسب ساختاری هستند. پیوندهای اپوکسی استحکام برشی خیلی زیادی دارند و معمولاً صلب هستند. سامانه‌های دوجزیی بسپار/عامل پخت شکاف‌های ریز را به خوبی و بدون جمع شدگی پر می‌کنند. • چسب‌های اکریلیک سطوح کثیف‌تر و کمتر آماده ای که اغلب متصل به فلزات هستند را تحمل می‌کنند. آن‌ها با اپوکسی‌ها در استحکام برشی رقیب هستند و پیوندهایی انعطاف‌پذیر همراه با مقاومت ضربه و مقاومت در برابر ورکنی(peeling) خوبی ارائه می‌دهند. این چسب‌های دوجزیی خیلی سریع پیوند تشکیل می‌دهند. • چسب‌های سیانواکریلات سرعت پخت بسیار زیادی دارند و جهت موارد دقیق بهترین هستند. آن‌ها جزء سیالاتی با گرانروی‌ به نسبت کم بر پایه‌ی تکپارهای اکریلیک و مناسب چسباندن سطوح کوچک هستند. مقاومت ضربه‌ی ضعیفی دارند و در برابر حلال‌ها و رطوبت آسیب‌پذیرند. • چسب‌های بی‌هوازی با فقدان اکسیژن پخت می‌شوند. بر پایه‌ی بسپار‌های پلی-استر اکریلیک هستند و با گرانروی‌هایی از مایعات رقیق تا خمیرهای تیکسوتروپ و گرانرو قابل دسترس اند. • چسب‌های ذوبی (hot-melt) در حدود 80% استحکام پیوندی را در همان ثانیه‌های اول به دست می‌آورند و مواد نفوذپذیر و نفوذناپذیر را می‌توانند بچسبانند. آن‌ها معمولاً نیازی به آماده‌سازی سطحی دقیقی ندارند. این چسب‌ها به رطوبت و بسیاری از حلال‌ها غیرحساسند اما در دماهای زیاد نرم می‌شوند. • چسب‌های متاکریلات تعادلی بین کشش پذیری زیاد، استحکام برشی و استحکام در برابر پوسته شدن به علاوه‌ی مقاومت در برابر ضربه، فشار و تصادف ناگهانی در طیف دمایی گسترده ایجاد می‌کنند. این مواد فعال دوجزیی بدون آماده‌ سازی سطح در پلاستیک‌ها، فلزات و چندسازه‌ها می‌توانند استفاده شوند. آن‌ها در برابر آب و حلال‌ها مقاومت می‌کنند تا یک پیوند نفوذناپذیر ایجاد شود. • چسب‌های پلی یورتان نوعاً دوجزیی هستند و به ویژگی‌های انعطاف پذیری و چقرمگی حتی در دماهای کم معروفند. آن‌ها مقاوت برشی خوب و همچنین مقاومت عالی در برابر آب و رطوبت هوا دارند، اگرچه یورتان‌های پخت نشده در برابر رطوبت و دما حساسند. واژه‌های اختصاصی چسب Adhesive چسباندن Bonding اتصال دادن – پیوند دادن Jointing جوش دادن – جوشکاری Welding چسب بر پایه‌ی سیانو اکریلات Cyanoacrylate-based adhesive مونتاژ فراصوتی Ultrasonic assembly جوشکاری ارتعاشی Vibration welding جوشکاری خطی Linear welding جوشکاری مالشی خطی Linear friction welding جوشکاری چرخشی Spin welding ارتعاش زاویه‌ای Angular vibration جوشکاری دورانی Orbital welding جوشکاری لیزری Laser welding جوشکاری مقاومتی و القایی Resistance and induction welding تولیدکننده‌ی تجهیزات اصلی Orginal Equipment Manufacturer (OEM) عوامل چسباننده‌ی ویژه Specialty Bonding Agents (SBAs) سامانه‌های توزیعِ سنجش-اختلاط Meter-mix dispensing system چسب‌های ساختاری Structural adhesives برگردان: مهندس احسان قنادیان

اگر بگوييم اين روزها دنياي ما در حال تبديل شدن به جهاني پلاستيكي است، گزاف نگفته‌ايم. با نگاهي به اطرافمان مي‌توانيم انبوهي از وسايل پلاستيكي را مشاهده كنيم. تقريبا در بيشتر صنايع كوچك و بزرگ امروز دنيا، نمونه‌هاي طلقي و پلاستيكي قطعات، وسايل و سازه‌ها اساس محصولات توليد شده را تشكيل مي‌دهند. به بيان ديگر، هر محصولي را كه مصرف مي‌كنيم، از غذايي كه مي‌خوريم تا لوازم برقي به نحوي با پلاستيك سروكار دارد و حداقل در بسته‌بندي آن از اين مواد استفاده شده است. اين پلاستيك‌ها در كنار كارآمدي‌شان روزبه‌روز بيشتر گريبان ما انسان‌ها را با معضلات زيست‌محيطي كه به همراه آورده‌اند، مي‌فشارند؛ چراكه بيشتر پلاستيك‌هاي معمول در بازار از فرآورده‌هاي نفتي و زغال‌سنگ توليد شده و غيرقابل بازگشت به محيط هستند و تجزيه و برگشت به محيط آنها چندهزار سال طول مي‌كشد. در چنين شرايطي، محققان علوم زيستي براي نجات ما از شر انبوه زباله‌هاي پلاستيك كه هر دقيقه هم بر حجمشان افزوده مي‌شود، گزينه‌اي مناسب‌تر از توليد پلاستيك‌هاي زيست‌تخريب‌پذير از منابع تجديدشونده مثل ريزسازواره‌ها و گياهان دست نيافتند. به اين ترتيب، دانش توليد پليمرهاي زيست‌تخريب با توسعه دامنه خود، در روند توليدات صنايع و محصولات مصرفي ما و در نتيجه در بهبود كيفيت زندگي در سرزميني كه حياتش بدون داشتن محيط زيستي زنده و سالم معنا ندارد، تحول بزرگي ايجاد خواهد كرد. هديه بيوتكنولوژي به محيط‌زيست آيا مي‌دانيد دليل اصلي زيست‌تخريب‌پذير نبودن پلاستيك‌هاي معمولي چيست؟ در واقع علت آن را بايد در طويل بودن طول مولكول پليمر و پيوند قوي بين مونومرهاي آن كه تجزيه‌شان توسط موجودات تجزيه‌كننده با مشكل مواجه مي‌شود، جستجو كرد. شايد لازم باشد باز براي بسياري كه با واژه زيست‌تخريبپذيري آشنايي ندارند، بگوييم واژه زيست‌تخريب‌پذير ياBiodegradable به معني موادي است كه بسادگي توسط فعاليت موجودات زنده به زيرواحدهاي سازنده خود تجزيه شده و بنابراين در محيط باقي نمي‌مانند. استانداردهاي متعددي براي تعيين زيست‌تخريب‌پذيري يك محصول وجود دارد كه عمدتا به تجزيه 60 تا 90 درصد از محصول در مدت 2 تا 6 ماه محدود مي‌شود. اين استاندارد در كشورهاي مختلف متفاوت است. به اين ترتيب، دانشمندان با استفاده از علم بيوتكنولوژي، توانسته‌اند با استفاده از منابع طبيعي مختلف پلاستيك‌هايي را توليد كنند كه تجزيه آنها توسط تجزيه‌كنندگان طبيعي براحتي صورت مي‌گيرد. براي اين منظور و با هدف داشتن صنعتي در خدمت توسعه پايدار و حفظ زيست بوم‌هاي طبيعي، توليد نسل جديدي از مواد اوليه مورد نياز صنعت براساس فرآيندهاي طبيعي در دستور كار بسياري از كشورهاي پيشرفته قرار گرفته است. حتي دولت آمريكا در قالب برنامه‌اي بنا دارد تا سال 2010 توليد مواد زيستي را با استفاده از كشاورزي و با بهره‌برداري از انرژي خورشيدي با درآمد تقريبي 15 تا 20 ميليارد دلار انجام دهد. در اين ميان، توليد پليمرهاي زيستي توسط طيف وسيعي از موجودات زنده مثل گياهان، جانوران و باكتري‌ها جايگاه خاصي دارند. پليمرهاي زيستي، خوشايند صنايع مساله آن است كه استفاده از پليمرهاي زيست‌تخريب از 2 بعد بايد مورد تاييد صنايع قرار بگيرند؛ يكي از ديد محيط‌زيستي است؛ يعني اين مواد بايد بسرعت در محيط مورد تجزيه قرار گيرند، بافت خاك را برهم نزنند و براحتي با برنامه‌هاي مديريت زباله و بازيافت مواد از محيط خارج شوند. ديگري، از ديد صنعتي است؛ به اين معنا كه مواد بايد خصوصيات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و كارايي داشته باشد و از همه مهم‌تر، پس از برابري يا بهبود كيفيت نسبت به مواد معمول، قيمت تمام شده مناسبي داشته باشد. البته در هر دو بخش، بخصوص بخش دوم، استفاده از مهندسي توليد مواد براي دستيابي به اهداف مورد انتظار ضروري است. البته بدون شك توليد پليمرهاي تجديدشونده با بهره‌برداري از كشاورزي، يكي از روش‌هاي توليد صنعتي پايدار است. براي اين منظور 2 روش اصلي وجود دارد كه شامل استخراج مستقيم پليمرها از توده زيستي گياه است كه شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئين‌ها، فيبرها و چربي‌هاي گياهي مي‌شود. دسته ديگر هم موادي هستند كه پس از فرآيندهايي مانند تخمير و هيدروليز مي‌توانند به عنوان مونومر پليمرهاي مورد نياز صنعت استفاده شوند. تولد پلاستيك‌هاي سبز در واقع تولد پليمرهاي گياهي از سال 1970 و در زمان بحران نفت آغاز شد. در آن زمان كشورهاي پيشرفته از جمله آمريكا، به فكر توليد موادي جهت صنايع بسته‌بندي افتادند كه وابسته به مواد نفتي و فسيلي نباشند. بنابراين پليمرهاي گياهي با تركيباتي چون سيب‌زميني، ذرت و گندم را مورد آزمايش قرار دادند. اين پليمرهاي هيدروكربني داراي خواص ضعيف پليمري هستند كه با تغيير و اصلاح آنها مي‌توان به شرايط پليمرهاي نفتي رسيد. با توجه به روند روزافزون استفاده مردم دنيا از ظروف يك‌بار مصرف پلاستيك و كلا پلاستيك‌هاي ساخته شده از مواد نفتي و عمر 300 ساله اين مواد بعد از دفن در خاك، آنها متوجه شدند بعد از مدت كوتاهي كره زمين را يك پوسته پلاستيك احاطه خواهد كرد و تاثيرات كوتاه‌مدتي چون سرطان‌زايي و بلندمدتي چون تغييرات ژني براي نسل‌هاي بعدي به همراه خواهد داشت. بدون شك كاربرد وسيع از پليمرهاي گياهي، توسعه‌اي عمده در بخش كشاورزي به وجود مي‌آورد و اين اثر ثانويه‌اي است كه خيلي از كشورها، آن را مطرح مي‌كنند. يكي ديگر از مزيت‌هايي كه اين نوع پليمرها دارند، عدم وابستگي آنها به منابع نفتي و تاثيرناپذيري آنها از نوسانات قيمت اين منابع است. مسلما قيمت پليمرهاي نفتي به تبع افزايش و يا كاهش قيمت نفت دستخوش نوسانات زيادي مي‌شود و اين مساله براي توليدكنندگان مشكل ايجاد مي‌كند. تجزيه شدن پليمرهاي گياهي نه‌تنها ايجاد آلودگي نمي‌كند؛ بلكه باعث حاصلخيزي خاك هم مي‌شود. از سوي ديگر انرژي كمتري براي توليد پليمرهاي گياهي نياز است؛ چراكه براي توليد اين مواد، نيازي به دماي بالاي 190 درجه نيست و اين پليمرها در دماي حدود 130 درجه توليد مي‌شوند. اين اختلاف 60 درجه‌اي سالانه موجب صرفه‌جويي مالي زيادي مي‌شود. البته توليد پليمرهاي گياهي در آمريكا، اروپا و ژاپن طي6 سال اخير افزايش يافته است و حتي كالاهاي تبليغاتي در المپيك 2008 چين كه المپيك سبز ناميده شده، از پليمرهاي گياهي توليد شده بود. كارخانه‌اي اقتصادي در توليد پلاستيك‌ها علاوه بر روش‌هاي معمول استخراج پليمرها از گياهان و فرآيندهاي تخميري، مونومرهاي زيستي همچنين مي‌توانند توسط موجودات زنده نيز به پليمر تبديل شوند كه مثال بارز آن پلي‌هيدروكسي آلكانوات‌ها هستند. باكتري‌ها از جمله موجوداتي هستند كه اين دسته از مواد را به صورت گرانول‌هايي در پيكره سلولي خود توليد مي‌كنند. اين باكتري بسهولت در محيط كشت رشد داده شده و محصول آن برداشت مي‌شود. در اين خصوص، جداسازي ژن‌هاي باكتريايي و انتقال آن به گياهان از پروژه‌هايي است كه اجرا شده است. نكته ديگر در توليد اقتصادي پلاستيك‌هاي زيست‌تخريب‌پذير، بهره‌برداري از باكتري‌هاي خاكزي است كه قادرند تا 80 درصد از توده زيستي خود را به انباشتن پليمرهاي غيرسمي و تجزيه‌پذير پلي‌هيدروكسي آلكانوات‌()PHA اختصاص دهند. با وارد كردن اين پلاستيك‌ها به بدن، آنها بتدريج تجزيه شده و بدن بافت طبيعي را در قالب پلاستيك وارد شده دوباره‌سازي مي‌كند. در اين كاربرد تخصصي پزشكي، قيمت اين گونه محصولات زيستي قابل مقايسه با كاربردهاي كم‌ارزش اقتصادي پلاستيك در صنايع اسباب‌بازي، توليد خودكار و كيف نيست. به اين ترتيب هزينه توليد PHA ها با توليد آنها در گياهان اصلاح ژنتيك شده و كشت وسيع در زمين‌هاي كشاورزي، به نحو قابل ملاحظه‌اي كاهش خواهد يافت. مهم‌ترين مشكل لاينحل باقيمانده در بخش فني اين پروژه، چگونگي استخراج اين پليمر از بافت‌هاي گياهي با روشي كم‌هزينه و كارآمد است. به اين ترتيب بايد منتظر بود تا در آينده‌اي نزديك، اين محصولات دوستدار محيط‌زيست به توليد برسد. بطري‌هايي كه ناپديد مي‌شوند شايد برايتان جالب باشد بدانيد كه آخرين دستاوردهاي محققان، مربوط به توليد بطري‌هاي پلاستيكي است كه 4 ماه پس از دور انداخته شدن، از بين مي‌روند. در واقع دانشمندان با تركيب و اصلاح نوعي پليمرهاي زيستي، طبيعي و بر پايه نفت قصد دارند تركيب بهينه‌اي بسازند كه در توليد پوشش‌هاي نازك كشاورزي، بطري و وسايل انتقال دارو و زيست‌پزشكي و موارد ديگر استفاده مي‌شود. اگرچه در حال حاضر برخي شركت‌ها پليمرهاي زيست‌تجزيه‌پذير را به فروش مي‌رسانند؛ اما اين محصولات اغلب گران هستند و براي استفاده در كاربردهاي خاص، كيفيت پاييني دارند. به همين دليل، گروهي از پژوهشگران در حال بررسي چگونگي استفاده از افزودني‌هاي زيستي مانند نشاسته و سلولز، به منظور كاهش هزينه‌هاي اين محصولات هستند. البته امروزه ديگر محدوديتي براي نوع كالا وجود ندارد و با پليمرهاي گياهي انواع قطعات ساخته مي‌شوند، طوري كه در اروپا آنقدر در اين زمينه محصولات متنوع توليد شده است كه حتي قطعه‌اي كه براي كاشت توپ گلف در زمين قرار مي‌دهند، ديگر بيرون نمي‌آورند و خود به خود در زمين مي‌پوسد و جذب خاك مي‌شود. مثال ديگر كيسه‌هاي پلاستيك بيمارستاني است كه دفن آنها آلودگي‌زاست. در حال حاضر اين نايلون‌ها را با استفاده از پليمرهاي گياهي توليد مي‌كنند و حلاليت آن را در آب افزايش مي‌دهند. با اين روش كيسه‌ها همراه لباس داخل لباسشويي قرار مي‌گيرد و پس از10 دقيقه در آب حل مي‌شوند. پليمر زيستي جايگزين پوشش شيميايي طي سال‌هاي اخير، صنايع توليد پليمرهاي زيستي هم از پيشرفت‌هاي حيرت‌برانگيز علم نانو بي‌بهره نمانده‌اند. قضيه از اين قرار است كه يك شركت اروپايي محصولي با تركيب پليمر زيستي نانويي، دوستدار محيط زيست توليد كرده كه قرار است در بسته‌‌بندي كاغذ هيدروفوبيك و مقوا، جايگزين پوشش‌هاي شيميايي مومي‌‌شكل شود. اين محصول براحتي قابل تجزيه و بازيافت است و معايب امولسيون‌هاي موم‌‌شكل را ندارد. شركت توليدكننده اين محصول، فرآورده جديد را به عنوان جايگزين رقابتي و زيست ‌محيطي براي امولسيون‌‌هاي موم‌ شكلي توليد كرده است. توليد پليمرهاي زيستي نانويي نتيجه يك برنامه تحقيقاتي دو ساله است و با وجود نداشتن معايب امولسيون‌هاي موم‌ شكل، يك پوشش ضدآب بسيار كارآمد است. از سوي ديگر، اين پليمر زيستي، به ‌دليل خصوصيات ذاتي، تاثيري منفي بر چرخه بازيافت يا تجزيه زيستي بسته‌بندي ندارد. اجزاي سازنده اين پليمر زيستي از گياهان گرفته مي‌شود، در حالي كه امولسيون‌هاي موم ‌شكل از مواد شيميايي نفتي ساخته مي‌شوند و در زمينه اصلاح سطحي كاغذ و مقوا نيز مزاياي مهمي دارند. دستيابي به دانش فني استفاده از پليمر گياهي گفته مي‌شود ايران پنجمين كشور دارنده فناوري به‌كارگيري پليمرهاي گياهي توليد شده از نشاسته ذرت براي استفاده در صنايع بسته‌بندي مواد غذايي، پزشكي و كشاورزي است. كشورهاي آمريكا، آلمان، انگلستان و ايتاليا از اين فناوري استفاده كرده‌اند و اكنون از فاز بسته‌بندي گذشته‌اند و وارد توليد گلدان‌هاي نشاء و توليد روكش داروهاي هوشمند و لوازم يك بار مصرف پزشكي شده‌اند. اين پليمرها از سال 2002 در آمريكا و اروپا با هدف حفظ محيط زيست و عدم وابستگي به نفت توسعه پيدا كرده است و به دليل حجم مصرف و استفاده از آن در توليدات كشورها به اين فناوري روي آوردند. از آنجا كه در كشور ما 570 هزار تن در سال ظروف يك بار مصرف توليد مي‌شود كه حدود 300 تا 500 سال زمان مي‌برد تا پس از 2 بار بازيافت به طبيعت بازگردند، توليد ظروف يك بار مصرف توليد شده از پليمرهاي گياهي نشاسته ذرت كه در مدت حداكثر 6 ماه به خاك بازمي‌گردند مي‌تواند قدم بزرگي در حمايت از محيط‌زيست تلقي شود. از سوي ديگر، امروزه يكي از عمده‌ترين كاربرد‌هاي پليمرهاي زيستي در حوزه‌هاي درماني است. نمونه جالب آن طرحي است كه پژوهشگران ايراني بر اساس آن توانسته‌اند به توليد نوعي پليمر زيست سازگار و تخريب‌پذير براي درمان سريع و غيرتهاجمي ضايعات غضروفي نائل آيند. در واقع محققان دانشگاه صنعتي اميركبير با بهبود خواص و اصلاح روش ساخت نوعي پليمر زيستي (بيوپليمر) كه نوعي هيدروژل طبيعي است و قابليت تزريق دارد، مي‌توانند آن را براحتي و بدون عمل جراحي باز، در محل مورد نظر براي ‌ترميم غضروف تزريق كنند. زمان كوتاه بسته شدن ژل (كمتر از يك دقيقه) امكان تزريق و پر كردن فضاهاي سه‌بعدي بدون نياز به قالب‌سازي و جراحي و همچنين ارزاني و كارآمدي از برتري‌هاي درمان با اين نوع پليمر‌هاي جديد به شمار مي‌روند. شايد فردا سبز باشد! كاربرد پليمرهاي زيستي پديده‌اي است كه بتازگي گسترش يافته است، گرچه جنبه‌هاي زيست‌محيطي به‌كارگيري اين الياف، نخستين دليل توجه به كاربردهاي صنعتي اين مواد بود، كاربردهاي آينده اين الياف بر پايه برتري‌ها و ويژگي‌هاي فني آنها خواهد بود. مسلما شركت‌هاي توليدكننده اين نوع پليمرها تلاش مي‌كنند كارايي اين مواد افزايش يابد و فاصله آنها با مواد سنتزي بسيار كمتر شود. كشت الياف براي اهداف صنعتي، توسعه روش‌هاي آماده‌سازي الياف را تداوم بخشيده و روش‌هاي نوين ساخت، در آينده ويژگي‌هاي اين الياف را بيشتر بهبود خواهند داد. به نظر مي‌رسد امكان به كارگيري اين الياف در قطعات بيروني خودرو، در آينده طرفداران فراواني پيدا كند. به‌علاوه الگو گرفتن از اصول طراحي طبيعت، نقش مهمي در كاربردهاي صنعتي محصولات طبيعي در آينده ايفا خواهد كرد. با اين حال بايد ببينيم آيا سير تحولات دوستدار محيط‌زيست مي‌تواند در آينده نسبت به اقدامات تخريبي بشر پيشي بگيرد يا خير... . [Hidden Content]

هندسی پزشكی رشته ای است كه بین علوم پزشكی و مهندسی ارتباط برقرار می كند. در این رشته تكنولوژی و كشفیات جدید در شته های گوناگون مهندسی در خدمت علم پزشكی قرار گرفته و باعث پیشرفت هایی در علم پزشكی و نجات جان انسان ها می شود. گرچه مهندسی پزشكی از جمله مهندسی های نسبتآ جدید است، قدمت استفاده از این علم بسیار زیاد است. یكی از مومیایی های كشف شده به جای یكی از انگشتانش قطعه چوبی قرار گرفته بود كه می توان گفت این عضو مصنوعی مورد استفاده بوده است و مصریان باستان نیز از نی توخالی برای معاینه اعضای داخلی بدن استفاده می كردند. با پیشرفت علوم مختلف و كشف آلیاژها و مواد جدید مانند پلیمرها، پیشرفت چشمگیری در زمینه مهندسی پزشكی اتفاق افتاد و به علت گستردگی و وسعت دروس مربوط به این رشته، گرایش های مختلفی در این رشته به وجود آمد كه عبارتند از: 1- گرایش بیوالكتریك 2- گرایش بیو مكانیك 3- گرایش بیو متریال 4- گرایش مهندسی سلول، بافت و ژنتیك 5- گرایش تصویرگری پزشكی 6- گرایش مهندسی توانبخشی 7- گرایش مدل سازی سیستم های فیزیولوژیكی 8- گرایش طراحی اندام های مصنوعی و دستگاه ها از میان این گرایش های مختلف مهندسی پزشكی، در گراش بیومتریال و مهندسی سلول، بافت و ژنتیك و طراحی اندام های مصنوعی و دستگاه ها مستقیمآ با علم پلیمر در ارتباط اند. البته سایر گرایش ها نیز به طور غیر مستقم با آن علوم مرتبط اند. به طور كلی موارد استفاده بومترال ها در جایگزینی و تعویض اعضا و اندام هایی از بدن است كه بر اثر بیماری یا آسیب، كاربری خود را از دست داده اند. از این طریق كاربری این اندام ها اصلاح شده و ناهنجاری یا وضعیت غیر طبیعی آنها اصلاح می شود. از آن جایی كه بسیاری از اعضا و بافت های جایگزین شده آسیب دیده اند، محقق باید تغییرات سلولی و علل انها را بشناسد. در بسیاری از موارد اثر مواد تنها پس از قرار گرفتن در مجاورت سلول های زنده مشخص می شود. لذا محقق باید توانایی ارزیابی اثر مواد بر سلولها و رفتار آنها را داشته باشد. به طور كلی، مواد مورد استفاده در بدن را به چهار گروه تقسیم می كنند: 1- فلزات 2- سرامیك ها 3- پلیمرها 4- كامپوزیت ها در این گرایش زمینه های متفاوت رو به رشدی مانند سیستم های رهایش كنترل شده دارو (Controlled release )، اصلاح سطوح مواد، نانو تكنولوژِی، بیوسنسورها و ..... وجود دارد.با توجه به مسائل ذكر شده، توانایی های مهندس بیومتریال عبارتند از: 1- آشنایی كامل با علوم تولید و كاربردی مواد 2- شناخت آناتومی و فیزیولوژِی و توانایی برقراری ارتباط مواد با این محیط 3- آشنایی به روش های اصلاح سطح و پوشش دهی مواد 4- آشنایی با روش های دارو رسانی و كنترل رهایش دارو 5- آشنایی با روش های تخریب پلیمرها، خوردگی فلزات و از بین رفتن سرامیك ها 6- آشنایی با مباحث بیوسنسورها 7- آشنایی با اصول و عملكرد تجهیزلت پزشكی در بسیاری از طبقه بندی ها و در ایران، گرایش سلول، بافت و ژنتیك از زیر شاخه های بیو متریال در نظر گرفته می شود. این گرایش بسیار جوان است و در حدود 20 شال است كه معرفی شده است. هدف این شاخه مطالعه و تهیه مدل های ایده آل از ماكرومولكول ها و ساختار سلولی است كه باعث فهم عمیق تر تاثیر عملكرد نادرست آنها می شود. یكی دیگر از اهداف این گرایش بازیابی جراحات در بافت های آسیب دیده و تولید نمونه های مصنوعی اعضا و بافت هاست. از جمله این بافت ها و ارگان ها می توان به استخوان، غضروف، كبد، پانكراس، پوست و عروق خونی اشاره كرد. یكی از تكنولوژی های جدید جداسازی و گسترش سلول های بنیادی است. تكنولوژی دیگر در زمینه مهندسی بافت، تغییرات ژنتیكی سلول ها در محیط آزمایشگاهی و محیط بدن است. مهندسی بافت دانش را فراهم می كند كه وابسته به شناخت از سلولها است. در مهندسی بافت علاوه بر منبع سلولی مناسب،باید یك داربست مناسب هم تهیه می شود. زیرا بافت هایی مانند غضروف كه غیر رگی است، توانایی محدودی برای خود ترمیمی دارند و امكان دارد دچار تغییر ژنی شوند. داربست مناسب در مهندسی بافت مانند بافت های دیگر باید شامل یك سری اجزای كلیدی باشد كه عبارتند از زیست تخریب پذیری و سازگاری. هم چنین داربست مناسب باید متخلخل بوده و از نظر مكانیكی پایدار باشند و به سلول اجازه عبور و هدایت سیگنال های خارج سلولی را بدهند. برای مثال در مورد غضروف، داربست پلیمری نانو فیبری به عنوان نمونه ای مناسب برای القای غضروف زایی به كار برده شده اند. از داربست های هیدروژلی هم استفاده می شود. داربست های هیدروژلی و غیر هیدروژلی به عنوان داربست های زیست تحریب پذیر، بسیار انعطاف پذیر بوده و برای ترمیم نواقص بافتی مناسبند. این داربست ها به علت شكل نامنظمی كه دارند و با تحت فشار قرار دادن سلول های بنیادیاز تغییر شكل آنها جلوگیری می كنند.داربست های غیر هیدروژلی به شكل اسفنجی، فوم مانند و رشته ای بوده و بسیار متخلخل می باشند. البته برای رفع یك سری نواقص بافتی از هیدروژل ها هم استفاده شده است. زمینه های پلیمری با قابلیت اتصال متقاطع كه قابل تزریق بوده و سلول ها را به دام می اندازند، طراحی شده اند و محققین در حال بررسی تكنیك هایی هستند كه فواید هر دو ساختار ژلی فیبری را دارا باشند. امروزه بر اثر حوادث و سوانح مختلف و طی عمل های جراحی و یا بر اثر برخی بیماریها نیاز به تعویض یا تزریق خون وجود دارد. در صورتی كه تعویض یا تزریق خون با خون طبیعی صورت دیگر، ممكن است باعث سرایت بیماری هایی مانند ایدز، هپاتیت و ... شود. با توجه به خطرات ذكر شده امروزه دانشمندان در تلاشند خون مصنوعی بسازند كه تمام ویژگی های خون طبیعی را داشته باشد ولی بی خطر باشد. از دیگر مشكلاتی خون طبیعی دارد، محدود بودن افرادی است كه خون اهدا می كنند و بانك های خون تنها می توانند این خون را تا 24 ساعت خارج از بدن نگهداری كنند در حالی كه خون مصنوعی ساختار پودری دارد و تا سال ها قابل نگه داری است. مزیت دیگری كه خون مصنوعی دارد این است كه مانند خون طبیعی نیاز به هم خوانی با گروه خونی گیرنده ندارد و بعید به نظر می رسد كه بتواند ویروس ها را با خود حمل كند . بنابراین به علت عفونت فاسد نمی شود. خون مصنوعی از خون طبیعی ساخته می شود. دانشمندان ماده اصلی حامل هموگلوبین را از گلبول های قرمز جدا كرده و با پلی اتیلن گلیكول تركیب می كنند. در زمان تزریق نیز با موادی مانند سرم فیزیولوژیكی كه در بدن واكنش ایجاد نمی كند آن را مخلوط كرده و به بیمار تزریق می كنند. گرچه هنوز راه نسبتآ طولانی تا ورود این ماده به بازار مانده است، ولی امید می رود با پژوهش های انجام شده این هدف هرچه سریع تر میسر شود. یكی دیگر از زمینه های مسترك مهندسی پزشكی و پلیمر در زمینه لنز است. در حالت كلی دو نوع لنز در ساختمان چشم كار گذاشته می شوند كه عبارتند از: 1- لنزهای تماسی 2- لنزهای درون چشمی در سال های اخیر اكثرا تحقیقات در این زمینه بر روی لنزهای تماسی از جنس پلیمر با تركیبات مختلف شیمیایی برای به دست آوردن نتایج مطلوب و زیست سازگاری لنز با چشم و قابلیت های بالای نفوذ اكسیژن، جذب آب، خواص مكانیكی، اپتیك و ... بوده است. در حالت كلی لنزها باید سه نوع سازگاری داشته باشند: 1- سازگاری بافتی : از نظر شیمیایی خنثی بوده، به بافت ها آسیب نرسانده و در بافت بدن تجزیه نشوند. 2- سازگاری اپتك: كاملآ شفاف بوده و قابلیت جذب UV را داشته باشند. 3- سازگاری مكانیكی: تحمل فشارهای زمان ساخت را داشته باشد و در حد نیاز انعطاف پذیر باشد. در حالت كلی لنزهای تماسی به سه دسته تقسیم می شوند: 1- لنزهای نرم 2- لنزهای سخت 3- لنزهای RGP لنزهای تماسی نرم محتوی آب بالاست و به همین علت انتقال اكسیژن افزایش می یابد ولی از سوی دیگر پایداری و دوام لنز كاهش می یابد. اكثر لنزهای تماسی نرم در بازار از PMMA ساخته می شود و الاستیسیته و انعطاف پذیریشان موط به توانایی جذب آبشان است . HEMA نیز در ساختار لنزهای شفاف، پایدار، غیر رسمی و آلرژیك با قابلیت جذب آب 60% كاربرد دارد. یكی از انواع لنزهای نرم، كنزهای رنگی می باشند كه در اكثر موارد برای زیبایی به كار می روند. در ساخت این لنزها علاوه بر علوم مربوط به صنایع پلیمر، مباحث تكنولوژی و علوم رنگ نیز مطرح می گردد. در انواع مختلف لنزهای تماسی نرم هیدروژل ها مورد استفاده قرار می گیرند. دو مبنا برای هیدروژل ها وجود دارد: 1- این مواد باید محتوای آب بالایی داشته باشند تا بتوانند اكسیژن مورد نیاز قرنیه را از خود عبور دهند. 2- هیدروژل های پایه سیلیكونی كه بتوانند اكسیژن را از خود عبور بدهند. بنابراین همان گونه كه مشاهده می شود. مباحثی مربوط به نفوذ پذیری پلیمرها، انعطاف پذیری آنها و سازگاری آنها در ساخت لنزها مطرح می شود. لنزهای سخت نیز مانند لنزهای نرم از پلیمر و كوپلیمر ها ساخته می شود. این لنزها قابلیت انعطاف كمتری دارند ولی دید بینایی و دوام آنها از سایر لنزها بهتر است. در ابتدا این لنزها را از PMMA می ساخته ولی به علت نفوذ كم اكسیژن از آن، امروزه این لنزها را از كوپلیمرهای متیل متاكریلات و متاكریلات های سیكلوكسان آلكیل می سازند. البته استفاده از فلوئورین در ساخت این لنزها در حال بررسی است. در سال های اخیر، با كشف كامپوزیت ها و مواد جدید، پیشرفت چشمگیری در زمینه دندانپزشكی نیز به وجود آمده است. امروزه اكثر افراد ترجیح می دهند به جای استفاده از آمالگام، از كامپوزیت هایی به رنگ دندان هایشان برای پر كردن دندانشان استفاده كنند. دندان های مصنوعی ساخته شده نیز از جنس كامپوزیت است و شاید به جرآت بتوان اقرار كرد پیشرفت های جدید دندان پزشكی مرهون پیشرفت در زمینه پلیمرها بوده است. امروزه با گسترش عرصه فنآوری نانو، به ویژه در زمینه نانو مواد، كاربردهای زیادی برای این مواد علوم پزشكی مشاهده شده است و این مواد توجه محققین علوم پزشكی را نیز به خود جلب كرده است. در مهندسی پزشكی به ذراتی كه اندازه آنها بین 1 تا 1000 نانومتر باشد، نانو ذره گویند. اندازه و شكل ذرات به نوع فرآیند و دستگاه های به كار رفته وابسته است. نانو ذرات می توانند به صورت كروی، استوانه ای و یا سایر اشكال مختلف به دست آیند. نانو ذرات می توانند به صورت فلزی یا غیر فلزی باشند. ولی از آنجا كه در مباحث پزشكی بحث زیست سازگاری مطرح می شود، در اكثر موارد از نانو ذرات غیر فلزی و علی الخصوص پلیمری استفاده می شود. منبع: نشریه P.E.T

پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند. پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند. در روند طبیعی، بیوپلیمر ها و یا همان ماكرومولكول ها، تركیبات داخل سلولی هستند كه قابلیت زنده ماندن را به ارگانیسم در شرایط سخت محیطی می دهند.مواد بیوپلیمری در شكل های گوناگونی توسعه یافته اند؛ بنابراین ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون را دارند. توسعه مواد بیوپلیمری به چنددلیل اهمیت دارد. اول این كه این مواد بر خلاف پلیمر های امروزی كه از مواد نفتی به دست می آیند، به محیط زیست برگشت پذیر هستند؛ بنابراین موادآلوده كننده محیط زیست به شمار نمی آیند. در این خصوص مواد بیوپلیمری در ساخت پلاستیك ها به دو صورت استفاده قرار می شوند. اول استفاده از پلاستیک هایی كه درآنها یک ماده تخریب پذیر(مانند نشاسته) به یک پلاستیک متداول (مانندپلی اتیلن) اضافه می شود، درنتیجه این ماده به افزایش سرعت تخریب پلاستیک کمک می کند. این مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با آن که کمک زیادی به کاهش زباله های پلاستیکی کرده اند، اما به دلیل این که در آنها از همان پلاستیک های متداول تخریب ناپذیر استفاده می شود و استفاده از مقدار زیادی مواد تخریب پذیر در پلاستیک ویژگی آن را تضعیف می کند، موقعیت چندان محکمی ندارند. دوم استفاده از پلاستیک های تخریب پذیر ذاتی است که به دلیل ساختمان شیمیایی خاص به وسیله باکتری ها، آب یا آنزیم ها در طبیعت تخریب می شوند و خیلی سریع تر از نوع اول به محیط زیست بر می گردند، دردرجه دوم اهمیت مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته می شوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیك قرار می گیرند، پس هیچ گاه منابع آن محدود و تمام شدنی نیست، در حالی كه مواد پلیمری و پلاستیكی امروزی از سوخت های فسیلی ساخته می شود كه منابع آن محدود و تمام شدنی است. هر چند این منابع در حال حاضر و به ویژه در كشور ما به وفور یافت می شوند، ولی روزی تمام خواهند شد. سومین مزیت بیوپلیمر ها، اقتصادی بودن این مواد است، زیرا تولید بیوپلیمر نیاز زیادی به كارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امكانات می توان به تولید آن مبادرت ورزید. همچنین قیمت بالای نفت خام، كشور ها را به سوی استفاده از این مواد سوق داده است. هر چند امروزه برای کاربردهای بسیار خاص مانند نخ بخیه جراحی(نخ بخیه حل شونده) به کار می روند، ولی دیری نخواهد پایید كه به استفاده گسترده از این پلیمر ها توجه خواهد شد. سه گروه از موجودات زنده می توانند بیوپلیمرها را تولید كنند كه عبارتند از:گیاهان، جانوران و میكروارگانیسم ها كه از این میان گیاهان و میكروارگانیسم ها اهمیت بیشتری دارند. گیاهان تولیدكننده بیشترین تحقیقات بیوپلیمری روی مهندسی ژنتیك گیاهان تولیدكننده فیبر مانند كتان، كنف و ... متمركز شده است. به عبارت دیگر، توسعه واكنش های مولكولی درون سلولی گیاهان كه به تولید مواد بیوپلیمری منجر می شود، مورد توجه مهندسان ژنتیك و بیوتكنولوژی قرار گرفته است. مواد بیوپلیمری كه در سلول های گیاهی ساخته می شود، بیشتر از جنس پلی هیدروكسی بوتیرات (phb) است. این ماده از نظر خصوصیات فیزیكی و مكانیكی بسیار شبیه پلی پروپیلن حاصل از مواد نفتی است. امروزه با همسانه سازی كردن ژن تولید كننده پلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات در گیاهان معمولی كه قابلیت تولید بیوپلیمر را ندارند، توانسته اند این محصول پلیمری را به طور انبوه تولید كنند. گیاهان، نیشكر، یونجه، درخت خردل و ذرت برای تولید این بیوپلیمر از طریق مهندسی ژنتیك انتخاب شده اند كه ژن تولید كننده این پلیمر به داخل ژنوم این گیاهان وارد می شود و گیاه یادشده را به ساختن بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات قادرمی سازد. ارگانیه های تولیدكننده بیوپلیمر ها درحدود ۸۰ سال قبل برای نخستین بار بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات از باكتری باسیلوس مگاتریوم جدا سازی شد. ازآن پس دانشمندان بیوپلیمر به دنبال یافتن راه هایی هستند كه تولیدات بیوپلیمری باكتریایی را توسعه دهند و به صورت تجاری درآورند. بیوپلیمر هایی كه سلول های باكتریایی قادر به تولید آن هستند و از آنها جداسازی شده اند، عبارتند از: پلی هیدروكسی آلكانوات (pha)، پلی لاكتیك اسید (pla) و پلی هیدروكسی بوتیرات (pha). این بیوپلیمر ها از نظر خصوصیات فیزیكی به پلیمر های پلی استیلن و پلی پروپیلن شبیه هستند. بیوپلیمر های میكروبی در طبیعت به عنوان تركیبات داخل سلولی میكروب ها یافت می شوند و بیشتر زمانی كه باكتری ها در شرایط نامساعد محیطی قرار می گیرند، اقدام به تولید این مواد می كنند. این مواد در حالت طبیعی به عنوان یك منبع انرژی راحت و در دسترس عمل می كنند. همچنین هنگامی كه محیط اطراف باكتری غنی از كربن باشد و از نظر دیگر مواد غذایی مورد استفاده باكتری دچار كمبود باشد، باكتری اقدام به ساخت بیوپلیمر های یادشده می كند. باكتری ها برای ساختن بیوپلیمر های pha و phb از واكنش های تخمیری استفاده می كنند كه در این واكنش ها نیز ازمواد خام گوناگونی استفاده می شود. Phb به وسیله یك باكتری به نام استافیلوكوكوس اپیدرمیس ساخته می شود كه روی تفاله های حاصل از واكنش های روغن گیری دانه های كنجد رشد می كند و این بیوپلیمر را می سازد. phb در درون سیتوپلاسم باكتری به صورت دانه های ذخیره ای (اینكلوژن بادی) ذخیره می شود كه این مواد را به وسیله سانتریفیوژ و واكنش های شست وشوی چند مرحله ای می توان استخراج و خالص سازی و ازآن استفاده كرد.در یك نتیجه گیری كلی در مورد استفاده از بیوپلیمر ها به جای پلاستیك ها و پلیمر های نفتی می توان گفت كه با توجه به ماهیت و خصوصیات بیوپلیمر ها كه مواد تجدید شونده و قابل برگشت به محیط زیست و یا به عبارتی دوست محیط زیست هستند، استفاده از آنها كاری معقول و اقتصادی خواهد بود. از سوی دیگر، با توجه به قیمت بالای نفت خام و محدود بودن منابع آن، استفاده از آن برای تولید مواد پلاستیكی كه هم آلوده كننده محیط زیست است و هم در جامعه ما ارزش چندانی ندارد، كاری غیر اقتصادی است. پس امید می رود با توجه به سرعت روز افزون علم در زمینه مواد بیوپلیمری در بیشتر كشورها، دركشور ما نیز به این مقوله توجه بیشتری شود و با جانشین كردن مواد بیوپلیمری با پلیمر های نفتی، طلای سیاه را برای آیندگان به میراث بگذاریم. منبع: وبلاگ شیمی