دنیای نانو

دنیای نانو

تهیه و مشخصه یابی کامپوزیت هیدروژل CoFe2O4-پلی‌اکریلیک اسید پیوندی با صمغ گوار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 محقق پسا دکتری، گروه مهندسی پلیمر، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.
2 استادیار گروه مهندسی پلیمر، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
3 استاد، آزمایشگاه تحقیقاتی کاتالیست‌ها و سنتزهای آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
4 دانشجو دکترا، آزمایشگاه تحقیقاتی کاتالیست‌ها و سنتزهای آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
چکیده
هیدروژل‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی مانند زیست‌سازگاری، زیست تخریب پذیری و قابلیت جذب آب، به‌عنوان بسترهای ایده‌آل در کاربردهای زیست پزشکی و دارورسانی مطرح هستند. پلیمرهای طبیعی به ویژه صمغ ها به دلیل زیست‌سازگاری، آبدوستی و توانایی اصلاح با تغییرات شیمیایی، برای ساخت هیدروژل‌های پیشرفته مناسب هستند. در این تحقیق، یک کامپوزیت جدید با ساختارGuar gum-grafted-poly(acrylic acid)/cobalt ferrite(GG-grafted-PAA/CoFe2O4) با هدف بهبود ویژگی‌های عملکردی و ارتقاء کاربردهای زیست پزشکی تهیه شد. کامپوزیت از طریق ‌پلیمریزاسیون پیوندی اکریلیک اسید (AA) بر روی صمغ گوار (GG) با استفاده از آمونیوم پر سولفات (APS) به‌عنوان آغازگر تهیه گردید. ذرات مغناطیسی CoFe2O4که از پیش با استفاده از روش هم رسوبی تهیه شدند در حین تکمیل فرآیند پلیمریزاسیون به محیط واکنش اضافه و در بستر هیدروژل تعبیه شدند و در پایان با اضافه شدن مخلوط واکنش به محلول بوراکس به عنوان عامل اتصال عرضی دهنده غیرسمی و زیست سازگار، شبکه سه بعدی هیدروژل تشکیل شد. برای شناسایی خواص شیمیایی و مورفولوژیکی، مقاومت حرارتی و ویژگی‌های مغناطیسی ، از آنالیزهای مختلفی شامل طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) ، آزمون تفرق پرتو ایکس (EDX)، آنالیز ترموگراویمتریک (TGA) ، آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که کامپوزیت رفتار فرومغناطیسی دارد و بر اساس نمودارهای هیستریس مغناطیسی، اشباع مغناطیسی (Ms) برابر emu/g 22/3 را نشان می‌دهد. آنالیز TGA نشان داد که اصلاح صمغ گوار و ایجاد کامپوزیت منجر به افزایش قابل توجه مقاومت حرارتی شد بطوریکه وزن باقی مانده آن در دمای°C 800، 60/72 درصد بود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Preparation and characterization of CoFe₂O₄-Poly(acrylic acid) Grafted Guar Gum hydrogel composite

نویسندگان English

Fereshte Hassanzadeh-Afruzi 1
Rasoul Esmaeely-Neisiany 2
aki maleki 3
mohammad mehdi salehi 4
1 Postdoctoral Researcher, Department of Polymer Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Polymer Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
3 Professor, Catalysts and Organic Syntheses Research Laboratory, Faculty of Chemistry, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
4 Ph.D. Candidate, Catalysts and Organic Syntheses Research Laboratory, Faculty of Chemistry, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
چکیده English

Hydrogels are considered ideal matrices for biomedical and drug delivery applications due to their unique properties such as biocompatibility, biodegradability, and water absorption capacity. Natural polymers, especially gums, are particularly suitable for the fabrication of advanced hydrogels owing to their biocompatibility, hydrophilicity, and ability to be modified through chemical alterations. In this study, a novel composite with the structure Guar gum-grafted-poly(acrylic acid)/cobalt ferrite (GG-grafted-PAA/CoFe₂O₄) was synthesized to enhance functional properties and broaden biomedical applications. The composite was prepared through the graft polymerization of acrylic acid (AA) onto guar gum (GG) using ammonium persulfate (APS) as an initiator. Pre-synthesized cobalt ferrite (CoFe₂O₄) magnetic particles, obtained via the co-precipitation method, were incorporated into the hydrogel matrix during the polymerization process. A three-dimensional hydrogel network was formed by adding the reaction mixture to a borax solution, serving as a non-toxic and biocompatible crosslinking agent. The chemical properties, morphology, thermal stability, and magnetic characteristics of the composite were characterized using various analytical techniques, including Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), and field-emission scanning electron microscopy (FESEM). The results revealed that the composite exhibited ferromagnetic behavior, with a saturation magnetization (Ms) of 3.22 emu/g, as determined from magnetic hysteresis curves. TGA analysis indicated that the modification of guar gum and the formation of the composite significantly improved thermal resistance, with a residue weight of 72.6 % at 800°C.

کلیدواژه‌ها English

Natural Polymer
Guar Gum
Cobalt Ferrite
Hydrogel Composite
Graft Polymerization
دوره 21، شماره 77
تابستان 1404
صفحه 106-94

  • تاریخ دریافت 13 آذر 1403
  • تاریخ بازنگری 18 بهمن 1403
  • تاریخ پذیرش 08 اسفند 1403