स्व-उपचार एजेंट

परिचय

स्व-उपचार एजेंट कार्यात्मक योजक या एम्बेडेड रसायन विज्ञान हैं जिन्हें पॉलिमर, कोटिंग्स, कंपोजिट और संबंधित प्लास्टिक सिस्टम में दरारें, कट, माइक्रोवॉइड्स या डीलैमिनेशन बनने के बाद क्षति की मरम्मत के लिए डिज़ाइन किया गया है। सामग्री विज्ञान में, यह शब्द सबसे आमतौर पर स्व-उपचार सामग्री के अंदर उपचार एजेंट चरण को संदर्भित करता है, न कि सॉफ्टवेयर सिस्टम को, और ये एजेंट बाह्य स्व-उपचार रणनीतियों के केंद्र में हैं जो क्षति होने पर मरम्मत रसायन विज्ञान जारी करते हैं।

यह अवधारणा पॉलिमर रसायन विज्ञान, स्मार्ट सामग्री और स्थायित्व इंजीनियरिंग के चौराहे पर स्थित है। बाह्य प्रणालियों में, एक उपचार एजेंट आमतौर पर माइक्रोकैप्सूल या वास्कुलर नेटवर्क में संग्रहीत होता है; जब मैट्रिक्स फ्रैक्चर होता है, कैप्सूल फट जाते हैं और मरम्मत रसायन विज्ञान जारी करते हैं, जो फिर दरार को सील करता है या आगे पॉलीमराइजेशन को ट्रिगर करता है। आंतरिक प्रणालियों में, “उपचार” प्रभाव एक अलग संग्रहीत एजेंट पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि पॉलिमर नेटवर्क के भीतर प्रतिवर्ती बंधनों पर निर्भर करता है; हालांकि, व्यापक क्षेत्र अभी भी मरम्मत को सक्षम करने वाले कार्यात्मक रसायन विज्ञान का वर्णन करने के लिए “उपचार एजेंट” का उपयोग करता है।

इन सामग्रियों को सेवा जीवन बढ़ाने, रखरखाव कम करने और उन अनुप्रयोगों में विश्वसनीयता सुधारने के लिए विकसित किया गया था जहां निरीक्षण कठिन है या डाउनटाइम महंगा है, जैसे कोटिंग्स, संरचनात्मक कंपोजिट, इलेक्ट्रॉनिक्स, बुनियादी ढांचा और परिवहन। उनकी स्थिरता अपील स्पष्ट है: लंबा जीवनकाल सामग्री की खपत और रखरखाव की आवृत्ति को कम कर सकता है, फिर भी व्यापार-बंद यह है कि कुछ फॉर्मूलेशन एनकैप्सुलेटेड रिएक्टिव केमिकल्स, अतिरिक्त उत्प्रेरक चरणों या जटिल मल्टी-मटेरियल आर्किटेक्चर का उपयोग करते हैं जो रिसाइक्लिंग और रीप्रोसेसिंग को जटिल बना सकते हैं।

इतिहास और विकास

सामग्रियों में प्रारंभिक स्व-उपचार अवधारणाएं जीव विज्ञान से प्रेरित थीं, विशेष रूप से जीवित ऊतकों के क्षति के बाद खुद की मरम्मत करने के तरीके से। आधुनिक प्लास्टिक और पॉलिमर क्षेत्र ने माइक्रोकैप्सूल-आधारित प्रणालियों के माध्यम से इस विचार का विस्तार किया, जिसमें एक दरार एम्बेडेड कैप्सूल को तोड़ देती है जिसमें मोनोमर या चिपकने वाला होता है, जिससे पास के उत्प्रेरक को मरम्मत शुरू करने की अनुमति मिलती है।

उसके बाद, क्षेत्र कई प्रमुख डिजाइन परिवारों में विविध हो गया:

• बाह्य स्व-उपचार, जहां एक अलग उपचार एजेंट कैप्सूल या वास्कुलर चैनलों से जारी किया जाता है।
• आंतरिक स्व-उपचार, जहां पॉलिमर नेटवर्क में प्रतिवर्ती सहसंयोजक या सुपरमॉलेक्यूलर इंटरैक्शन बिना किसी अलग संग्रहीत एजेंट के मरम्मत की अनुमति देते हैं।
• उद्दीपक-प्रतिक्रियाशील प्रणालियाँ, जो गर्मी, प्रकाश, नमी या किसी अन्य ट्रिगर के बाद रसायन विज्ञान सक्रिय होने पर ठीक हो जाती हैं।
• स्वायत्त प्रणालियाँ, जो क्षति होने के बाद जानबूझकर बाहरी हस्तक्षेप के बिना ठीक हो जाती हैं।

जैसे ही पॉलिमर वैज्ञानिकों ने पहचाना कि स्व-उपचार प्लास्टिक और कंपोजिट की एक लंबे समय से चली आ रही कमजोरी को संबोधित कर सकता है: क्षति अक्सर माइक्रोक्रैक के रूप में शुरू होती है जो विफलता दिखाई देने तक पता लगाना कठिन होता है। इसने स्व-उपचार एजेंटों को क्रॉसलिंक्ड थर्मोसेट्स, कोटिंग्स, चिपकने वाले और फाइबर कंपोजिट के लिए विशेष रूप से आकर्षक बना दिया जो अन्यथा मरम्मत करना कठिन है।

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