Mágneses és elektromos térre érzékeny kompozit gélek és elasztomerek = Magnetic an electric field responsive composite polymer gels and elastomers

摘要

Mágneses és elektromos térre érzékeny kompozit gélek és elasztomerek előállítása című ifjúsági OTKA pályázat keretén belül az alábbi feladatokat végeztük el: Új típusú elektromos illetve mágneses térre érzékeny anizotrop PDMS elasztomereket állítottunk elő. Az anizotrop elasztomerek térfüggő mechanikai tulajdonsággal rendelkeztek. Homogén mágneses tér segítségével az elasztomerek rugalmassága szabályozható. Sikerült olyan mágneses elasztomert előállítani, ahol a rugalmassági modulusz homogén mágneses tér hatására pillanatszerűen, reverzibilis módon 300 %-kal növekedett. Tanulmányoztuk az anizotrop PDMS gélek duzzadási tulajdonságait. Duzzadáskinetikai mérések során megállapítottuk, hogy a vasat tartalmazó anizotrop rendszerek izotrop, míg a vas-oxidot tartalmazó rendszerek anizotrop módon duzzadtak ciklohexánban. Új, külső hatással szabályozható permeabilitású membránt állítottunk elő, amelyben nano méretű csatornákat építettünk be. A gélmátrixba ágyazott, nanométer tartományba eső gél részecskék mérete környezeti hatásokkal (pl. hőmérséklettel, pH-val, mágneses térrel) széles határok között, pillanatszerűen változtatható. A lánc-szerű füzérekbe rendezett gélgömbök fentebb felsorolt hatásokkal előidézett méretváltozása jelenti a membrán nyitó-záró mechanizmusát, amely megteremti a lehetőségét a külső hatásokkal szabályozható hatóanyag leadásnak. | Preparation of magnetic and electric field sensitive composite gels and elastomers The following works have been carried out int he last two years: 1. Preparation of magnetic and electric field sensitive anisotropic poly(dimethyl-siloxane) elastomers using silicon oil based magneto- and electrorheological fluids. The anisotropic magnetoelasts showed direction dependent elastic modulus. In external uniform magnetic field the elastic modulus of the sample can be reversible increased up to 300%. 2. Swelling kinetics experiments were performed on the anisotropic magnetoelast in cyclohexane. It was concluded that the elastomers filled with iron particles swelled isotopic way in contradiction to the iron-oxide loaded elastomers which swelled anisotropicly. 3. New thermoresponsive composite-gel membranes capable of regulating permeability in response to external temperature were prepared. These membranes containing ordered nano channels can act as "on - off" switches or "permeability valves". The channels are designed to contain an ordered array of stimuli responsive core-shell type gel beads that can change their size in response to external stimuli. Expansion and contraction of the thin shell of hydrogel coated magnetic polystyrene latex particles ordered in arrays affect the permeation pattern from the membrane "on" state to "off" state. The duration and rate of mass transfer can be controlled by temperature.