Ин таҳқиқот нанокапсуласозии этиленгликол дистеаратро, ки метавонад гармиро ҳангоми гудозиш ва кристаллшавӣ захира карда, сипас дубора озод намояд, дар дохили пӯсти силика ва илова кардани зарраҳои ҳосилшударо ба плёнкаҳои асосёфта ба каучуки табиӣ ҳамчун пуркунандаи танзимкунандаи ҳарорат омӯхтааст. Этиленгликол дистеарат, кӯтоҳ EGDS, диэстере мебошад, ки аз кислотаи стеарин ҳосил шудааст. Муҳаққиқон ҳадаф гузоштаанд, ки ядрои EGDS-ро бо пӯсти SiO₂ иҳота карда, ихроҷи эҳтимолиро ҳангоми моеъшавӣ маҳдуд созанд ва қобили истифода будани зарраҳоро дар дохили полимер афзоиш диҳанд.

Нанокапсулаҳо на бо эмулсияи об-дар-равған, балки бо илова кардани соли силикаи пешакӣ омодашуда ба эмулсияи равған/об, ки дар он фазаи равғанӣ дар об паҳн шудааст, истеҳсол шудаанд. Таносуби ҳаҷмии байни этанол ва тетраэтил ортосиликат ба 6:1, 7,5:1 ва 10,5:1 тағйир дода шудааст. Шароити 10,5:1, ки дорои баландтарин ҳиссаи этанол буд, дар тасвирҳои TEM-и таҳқиқот зарраҳои беҳтар паҳншуда ва дорои диаметри миёнаи тақрибан 5 nm ба вуҷуд овардааст. Нанокапсулаҳои ҳамин шароит самаранокии капсуласозии %82,80 ва нисбати капсуласозии %82,41 нишон додаанд.

Мувофиқи Ҷадвали 3, ҳарорати гудозиши EGDS-и холис 67,28 °C ва энталпияи гудозиши он 130,56 J/g мебошад. Барои нанокапсулаҳои EGDS@SiO₂, ки дар шароити 10,5:1 омода шудаанд, ҳарорати гудозиш 66,17 °C, энталпияи гудозиш 107,6 J/g, ҳарорати кристаллшавӣ 54,6 °C ва энталпияи кристаллшавӣ 111,56 J/g чен карда шудааст. Дар муқобил, дар хулосаи кӯтоҳ ва қисми натиҷагирӣ энталпияи гудозиши нанокапсула 145,11 J/g гузориш шудааст. Манбаъ шарҳ намедиҳад, ки оё ин ду арзиш аз дастгоҳҳои гуногун, даврҳо ё усулҳои ҳисоббарорӣ ба вуҷуд омадаанд ё не.

Нанокапсулаҳо ба латекси каучуки табиии бо сулфур пешвулканизатсияшуда илова гардида, плёнкаҳои композитии ғафсиашон тақрибан 0,8 mm омода шудаанд. Плёнкае, ки аз рӯи вазн %5 EGDS@SiO₂ дошт, ҳангоми аз 40 °C то 85 °C гарм кардан нисбат ба каучуки табиии холис ва плёнкаҳои назоратие, ки танҳо силика доштанд, сусттар гарм шудааст. Ҳангоми хунуккунӣ бошад, ҳарорати худро муддати дарозтар нигоҳ доштааст. Ин рафтор ба он вобаста дониста шудааст, ки EGDS-и дохили капсула ҳангоми гармкунӣ энергияро захира мекунад ва ҳангоми хунуккунӣ гармии ниҳонии захирашударо озод менамояд.

Ҷиҳати қавии таҳқиқот дар он аст, ки маводи тағйирдиҳандаи фазаи бо манбаъҳои барқароршаванда алоқамандро дар матритсаи каучуки табиӣ ба композити функсионалӣ табдил дода, каучуки холис, назорати силика ва нисбатҳои гуногуни нанокапсулаҳоро муқоиса кардааст. Бо вуҷуди ин, танзими ҳарорат танҳо дар намунаҳои плёнкаи тунук, таҷрибаҳои кӯтоҳмуддати лабораторӣ ва бо шумораи маҳдуди даврҳо нишон дода шудааст. Мустаҳкамии механикӣ, чандирӣ, шустанпазирӣ, рафтори фарсудашавӣ, ихроҷи капсула, озодшавии зарраҳо, пиршавии дарозмуддат ё кори композитҳо дар шароити воқеии нассоҷӣ ва бастабандӣ чен карда нашудааст.

Арзёбӣ аз нуқтаи назари Туркия: Туркия истеҳсолкунандаи каучуки табиӣ нест ва метавонад аз манбаъҳои хориҷӣ барои ашёи хоми каучуки табиӣ вобаста бошад; бо ин вуҷуд, аз лиҳози инфрасохтори нассоҷӣ, нассоҷии техникӣ, бастабандӣ ва коркарди эластомерҳо самтҳое вуҷуд доранд, ки ин усулро метавон барои таҳқиқот ва коркардҳои маҳаллӣ баррасӣ кард. Барои истифода дар либоси муҳофизатӣ, бастабандии назоратшавандаи ҳарорат ё ҷузъи сохтмонӣ танҳо тамоюли сусттар гарм ва хунук шудани плёнкаи лабораторӣ кофӣ нест. Дар мутобиқсозие, ки дар Туркия анҷом дода мешавад, шароити иқлимии маҳаллӣ, равандҳои истеҳсоли нассоҷӣ, рафтор дар оташ, тамоси инсон, устуворӣ ба шустан, хосиятҳои механикӣ, арзиши истеҳсоли силсилавӣ ва бехатарии наномавод бояд алоҳида тасдиқ карда шаванд.

Маводи тағйирдиҳандаи фаза чист ва ҳароратро чӣ гуна танзим мекунад?

Маводи тағйирдиҳандаи фаза маводест, ки ҳангоми гузаштан аз ҳолати сахт ба моеъ ё аз моеъ ба сахт дар як фосилаи муайяни ҳарорат миқдори зиёди гармии ниҳониро захира ва озод мекунад. Вақте маводи сахт гудохта мешавад, аз муҳити атроф энергия мегирад. Ин энергия ба ҷойи он ки бевосита ба афзоиши босуръати ҳарорат табдил ёбад, барои вайрон шудани тартиби молекулавӣ сарф мешавад. Ҳангоми аз нав кристалл шудани мавод, энергияи захирашуда ба муҳит баргардонида мешавад.

Аз ин рӯ, маводи тағйирдиҳандаи фаза ҳатто агар тағйирёбии ҳарорати системаи пайвасташударо пурра қатъ накунад ҳам, метавонад суръати тағйирёбиро кам кунад. Вақте плёнкаи каучуки табиӣ дар таҳқиқот гарм карда шуд, ядрои EGDS ҳангоми наздик шудан ба гудозиш энергияро захира кард ва ҳангоми хунуккунӣ дар вақти кристаллшавӣ онро озод намуд.

Иқтидори захираи энергияи маводи тағйирдиҳандаи фаза бо энталпияи гудозиш ифода мешавад:

\[ Q = m \times \Delta H_m \]

Дар ин ҷо Q гармии ниҳонии захирашударо, m массаи маводи тағйирдиҳандаи фаза ва ΔH_m энталпияи гудозишро барои як воҳиди масса ифода мекунад. Энталпияи баланди гудозиш нишон медиҳад, ки дар ҳамон масса метавон энергияи бештар захира кард. Аммо дар композити воқеӣ таъсири умумии гармӣ бо миқдори PCM-и фаъол дар дохили капсула ва фоизи капсулаи ба композит иловашуда маҳдуд мешавад.

Чаро EGDS ҳамчун маводи тағйирдиҳандаи фаза интихоб шудааст?

EGDS диэстере мебошад, ки аз кислотаи стеарин ва этиленгликол ба вуҷуд меояд. Дар таҳқиқот гуфта мешавад, ки ҳосилаҳои кислотаи стеарин, аз сабаби он ки метавонанд бо манбаъҳои барқароршаванда, аз ҷумла равғанҳои растанӣ ё ҳайвонот, алоқаманд бошанд, метавонанд алтернатива ба маводҳои тағйирдиҳандаи фазаи асосёфта ба парафин бошанд.

Хусусиятҳои муҳими EGDS барои ин таҳқиқот чунинанд:

• Тағйир додани фаза дар ҳудуди тақрибан 60–70 °C,
• Иқтидори баланди захираи гармии ниҳонӣ,
• Доштани сохтори органикӣ ва ғайрикоррозивӣ,
• Ҳосилаи кислотаи стеарин будан,
• Имкони арзёбӣ барои истифодаҳои танзимкунандаи ҳарорат, аз ҷумла эластомерҳо ва нассоҷӣ.

Аммо метилстеарати дар таҳқиқот истифодашуда ҳамчун моддаи кимиёвии тиҷоратии дорои “сифати косметикӣ” харида шудааст. Аз кадом манбаи биомасса истеҳсол шудани метилстеарат, миқдори сертификатшудаи барқароршавандаи он ё занҷири таъминот шарҳ дода нашудааст. Аз ин рӯ, тавсифи “аз биомасса ҳосилшуда” дар сарлавҳа ба маншаи эҳтимолии биологии моддаи кимиёвӣ ва ба каучуки табиӣ такя мекунад; пайгирии мустақими биомасса ё таҳлили давраи ҳаёт пешниҳод нашудааст.

Чаро EGDS-и холис бевосита ба каучук илова нашудааст?

Маводҳои органикии тағйирдиҳандаи фаза ҳангоми гудозиш ба ҳолати моеъ мегузаранд. PCM-и моеъшуда метавонад аз сохтори полимерӣ берун ихроҷ шавад, маводи атрофро ифлос кунад ё дар даврҳои такрорӣ кори композитро коҳиш диҳад. Илова бар ин, масоҳати сатҳи паст ва гармигузаронии паст метавонад мубодилаи гармиро маҳдуд кунад.

Пӯсти силика барои се вазифа истифода шудааст:

• Нигоҳ доштани EGDS-и гудохташуда дар дохили зарра,
• Тақсим кардани PCM ба зарраҳои наноскопӣ ва зиёд кардани масоҳати сатҳ,
• Ба вуҷуд овардани сатҳи берунии аз ҷиҳати гармӣ ва кимиёвӣ устувор.

Дар таҳқиқот озмоиши мустақими ихроҷ гузаронида нашудааст. Ташаккули капсула бо тафсири якҷояи натиҷаҳои TEM, FTIR, TGA ва DSC дастгирӣ шудааст. Ин таҳлилҳо мавҷудияти ҷузъҳои пӯст ва ядроиро нишон медиҳанд; аммо худ аз худ исбот намекунанд, ки таҳти фишори механикӣ, ҳангоми истифодаи дарозмуддат ё дар вақти шустан ихроҷ рух намедиҳад.

Чаро каучуки табиӣ ҳамчун матритсаи дастгиркунанда истифода шудааст?

Латекси каучуки табиии бо сулфур пешвулканизатсияшуда барои он интихоб шудааст, ки матритсаи полимерии барқароршаванда буда, метавонад плёнкаи чандир ба вуҷуд орад. Каучуки табиӣ худ аз худ вазифаи захираи энергияи назоратшавандаи ҳароратро надорад. Муҳаққиқон ҳадаф гузоштаанд, ки нанокапсулаҳои тағйирдиҳандаи фазаро дар дохили каучук паҳн карда, композите таҳия намоянд, ки чандирии худро нигоҳ дорад ва тағйирёбии ҳароратро суст кунад.

Матритсаи дар таҳқиқот истифодашуда SPNR номида шудааст. Ин ихтисора “sulfur prevulcanized natural rubber”, яъне каучуки табиии бо сулфур пешвулканизатсияшуда, маъно дорад. Пешвулканизатсия дар дохили латекс байни занҷирҳои каучук пайвандҳои салибиро пешакӣ ба вуҷуд оварда, имкон медиҳад, ки пас аз хушккунӣ плёнкаи устувор ба даст оварда шавад.

EGDS чӣ гуна синтез шудааст?

EGDS тавассути реаксияи трансэстерификатсияи бо асос катализшуда байни метилстеарат ва этиленгликол омода шудааст. Дар таҷриба:

• 54,8 g метилстеарат то 120 °C гарм карда шудааст.
• Ба метилстеарати гудохташуда 0,27 g гидроксиди калий илова шудааст.
• Пас аз ҳосил шудани омехтаи якхела, 9,13 g этиленгликол қатра-қатра илова шудааст.
• Омехта ду соат ҳам зада шудааст.
• Дар ҳарорати хонагӣ муми зарди равшан ба даст омадааст.
• Маҳсулот дар этаноли гарм ҳал карда шуда, бо оби сард хунук ва таҳшин карда шудааст.
• Филтратсияи вакуумӣ ва раванди тозакунӣ ду маротиба такрор шудааст.
• Маҳсулоти тозашуда дар 50 °C хушк карда шудааст.

Натиҷаҳои FTIR ва ¹H-NMR дар саҳифаи нӯҳуми таҳқиқот сохтори кимиёвии EGDS-и синтезшударо арзёбӣ кардаанд. Дар FTIR бандҳои кашиши C–H дар атрофи 2917 ва 2850 cm⁻¹, бандҳои хамиш дар атрофи 1460 ва 1387 cm⁻¹, C–O дар атрофи 1195 cm⁻¹ ва банди кашиши C=O дар атрофи 1736 cm⁻¹ гузориш шудаанд.

Дар спектри ¹H-NMR, дар маҳсулоти тозашуда дида нашудани сигнали тақрибан 3,7 ppm, ки ба метилстеарати ибтидоӣ тааллуқ дорад, чунин тафсир шудааст, ки моддаи ибтидоӣ дар маҳсулот ба миқдори назаррас боқӣ намондааст. Бо вуҷуди ин, дар таҳқиқот ҳосили синтез, фоизи тозагии маҳсулот ё тавозуни масса дода нашудааст.

Нанокапсулаҳои EGDS@SiO₂ чӣ гуна омода шудаанд?

Истеҳсоли нанокапсулаҳо бо усули эмулсификатсияи сол–гел анҷом дода шудааст. Раванд аз ду қисми асосӣ иборат буд: омодасозии эмулсияи EGDS ва ташаккули соли силика дар болои ин эмулсия.

Дар марҳилаи эмулсия:

• 0,1 g натрий додесилсулфат дар 50 mL оби деионизатсияшуда ҳал карда шудааст.
• Маҳлул дар 90 °C барои 30 дақиқа нигоҳ дошта шудааст.
• EGDS ба маҳлули моддаи фаъоли сатҳӣ илова шудааст.
• Омехта дар 1000 rpm ду соат ҳам зада шудааст.

Дар қисми таҷрибавӣ массаи EGDS-и ба эмулсия иловашуда дақиқ нишон дода нашудааст. Ин камбудӣ такрори мустақили истеҳсоли капсула ва ҳисоб кардани таносуби ғизодиҳии ядро/пӯстро душвор месозад.

Ҳангоми омода кардани соли силика:

• 5 mL TEOS,
• 7 mL гидроксиди аммоний,
• 13,5 mL оби деионизатсияшуда,
• 30, 37,5 ё 52,5 mL этанол

якҷо карда шуда, дар 500 rpm барои 30 дақиқа ҳам зада шудаанд. Соли силикаи омодашуда ба эмулсияи EGDS қатра-қатра илова гардида, омехта дар 500 rpm чор соат нигоҳ дошта шудааст. Маҳсулот дар 10.000 rpm бо сентрифуга ҷудо, се маротиба бо этилацетат шуста ва дар танӯри ҳавои гарм хушк карда шудааст.

Чаро таносуби этанол/TEOS муҳим аст?

TEOS моддаи пешгузаштаи пӯсти силика мебошад. Он дар муҳити об ва катализатори асосӣ реаксияҳои гидролиз ва конденсатсияро гузашта, шабакаи Si–O–Si ҳосил мекунад. Миқдори этанол метавонад ҳалшавии TEOS, суръати гидролиз, андозаи қатраҳои EGDS ва ташаккули зарраҳои озоди силикаро таъсир диҳад.

Шароитҳои истифодашуда дар таҳқиқот чунинанд:

Схемаи 1 дар саҳифаи даҳуми таҳқиқот интиқоли соли силикаро бо насоси перисталтикӣ ба эмулсияи EGDS ва ташаккули зарраҳои EGDS@SiO₂-ро дар натиҷаи раванди чаҳорсоата дар 90 °C нишон медиҳад. Дар тасвирҳои TEM-и ҳамон саҳифа дар таносубҳои пасти этанол ҷамъшавии зич ва дар таносуби 10,5:1 зарраҳои майдатару беҳтар паҳншуда дида мешаванд.

Андозаи зарраҳо чӣ гуна тағйир ёфтааст?

Гузориш шудааст, ки бо афзоиши миқдори этанол андозаи зарраҳо коҳиш ёфтааст. Матн барои шароитҳои 6:1, 7,5:1 ва 10,5:1 коҳишро ба самти тақрибан 15, 13 ва 5 nm нишон медиҳад. Аммо дар ҳамон банди матн барои се шароити синтез чор арзиши андоза дода шудааст: 15 ± 3, 13 ± 1, 5 ± 1 ва 5 ± 1 nm. Аз ин рӯ, мувофиқати дақиқи арзишҳоро аз рӯи манбаъ қатъӣ муайян кардан имконнопазир аст.

Графики Расми 2d нишон медиҳад, ки ҳангоми аз тақрибан 6 то 10,5 афзудани таносуби этанол/TEOS андозаи миёнаи зарраҳо аз тақрибан 15 nm то тақрибан 5 nm коҳиш меёбад. Муҳаққиқон таносуби 10,5:1-ро бо сабаби андозаи хурди зарраҳо ва морфологияи беҳтар муайяншуда барои таҷрибаҳои минбаъда интихоб кардаанд.

FTIR ташаккули нанокапсуларо чӣ гуна дастгирӣ кардааст?

Дар спектри FTIR-и нанокапсулаҳои EGDS@SiO₂ бандҳои хоси ҳам EGDS ва ҳам силика дида шудаанд:

• 2917 ва 2850 cm⁻¹: кашиши C–H-и карбогидрид,
• 1736 cm⁻¹: кашиши C=O-и эстер,
• 1460 ва 1387 cm⁻¹: ларзишҳои хамиши C–H,
• 1050 ва 790 cm⁻¹: ларзишҳои Si–O–Si.

Дида нашудани қуллаи иловагӣ, ки ба пайванди нави кимиёвӣ ишора кунад, чунин тафсир шудааст, ки байни ядрои EGDS ва пӯсти силика реаксияи нави кимиёвӣ ба вуҷуд наомадааст. Ин натиҷа дастгирӣ мекунад, ки EGDS ба ҷойи табдили кимиёвӣ ба таври физикӣ дар дохили пӯсти силика нигоҳ дошта шудааст.

Натиҷаҳои TGA дар бораи сохтори капсула чӣ нишон додаанд?

Дар таҳлили термогравиметрӣ намунаҳо дар атмосфераи нитроген аз 30 °C то 600 °C бо суръати 10 °C дар як дақиқа гарм карда шудаанд. Таҳқиқот массаи ғайриорганикии боқимондаро дар 400 °C муқоиса кардааст:

Миқдори зиёди бақия дар намунаҳои 6:1 ва 7,5:1 ба сохтори хеле ғафси силика, капсуласозии нопурра ё зарраҳои озоди SiO₂ вобаста дониста шудааст. Бақияи камтари ғайриорганикӣ дар намунаи 10,5:1 бошад, ҳамчун пӯсти бориктари силика ва ҳиссаи баландтари ядрои органикӣ тафсир шудааст.

Бо вуҷуди ин, бақияи ками ғайриорганикӣ худ аз худ далели капсуласозии “самараноктар” нест. Озмоиши мустақили экстраксия ё ихроҷ, ки нишон диҳад EGDS-и озод аз капсулаҳо ҷудо шудааст ё не, вуҷуд надорад. Арзёбии таҳқиқот ба тафсири якҷояи натиҷаҳои TGA, TEM ва DSC асос ёфтааст.

Самаранокии капсуласозӣ ва нисбати капсуласозӣ чӣ гуна ҳисоб шудаанд?

Самаранокии капсуласозӣ бо таносуби энталпияҳои гудозиш ва кристаллшавии нанокапсулаҳо ба арзишҳои мувофиқи EGDS-и холис ҳисоб шудааст:

\[ E(\%) = \frac{\Delta H_{m,\mathrm{nanokapsül}}+\Delta H_{c,\mathrm{nanokapsül}}} {\Delta H_{m,\mathrm{EGDS}}+\Delta H_{c,\mathrm{EGDS}}} \times 100 \]

Ҳангоми истифодаи арзишҳои Ҷадвали 3-и таҳқиқот:

\[ E = \frac{107{,}6+111{,}56} {130{,}56+134{,}11} \times 100 \approx 82{,}80\% \]

Нисбати капсуласозӣ ҳамчун таносуби энталпияи гудозиши нанокапсула ба энталпияи гудозиши EGDS-и холис дода шудааст:

\[ R(\%) = \frac{\Delta H_{m,\mathrm{nanokapsül}}} {\Delta H_{m,\mathrm{EGDS}}} \times 100 \]

\[ R = \frac{107{,}6} {130{,}56} \times 100 \approx 82{,}41\% \]

Ин ҳисобҳо бо Ҷадвали 3 мувофиқанд. Аммо агар энталпияи гудозиши 145,11 J/g, ки дар хулосаи кӯтоҳ ва натиҷагирӣ дода шудааст, истифода шавад, ин таносубҳо ба даст намеоянд. Пас, дар манбаъ ҳадди ақал ду арзиши гуногуни энталпия мавҷуд аст ва шароити ченкунии онҳо шарҳ дода нашудааст.

Ченкуниҳои DSC кадом тағйирёбии фазаро нишон додаанд?

Хусусиятҳои гармии ченшудаи EGDS-и холис ва нанокапсулаи 10,5:1 чунинанд:

Ҳарорати гудозиши нанокапсула аз EGDS-и холис тақрибан 1,11 °C пасттар ва ҳарорати кристаллшавиаш тақрибан 1,89 °C баландтар аст. Таҳқиқот ин тағйиротро ба таъсири маҳдудкунӣ дар зарраҳои хурд, таъсири мутақобилаи ядро-пӯст ва таъсири капиллярӣ вобаста медонад.

Дар намунаҳои 6:1 ва 7,5:1 қуллаҳои равшани гудозиш ва кристаллшавии EGDS дида нашудаанд. Муҳаққиқон инро ба капсуласозии нопурра ва миқдори зиёди силикаи озод вобаста кардаанд. Аммо чаро дар ин намунаҳо таркиби органикӣ умуман гузариши фазаи қобили ченкуниро нишон надодааст, ба таври муфассал таҳқиқ нашудааст.

Пас аз бист даври гармӣ чӣ рӯй додааст?

Расми 5 дар саҳифаи чордаҳуми таҳқиқот даврҳои якум ва бистуми гармкунӣ-хунуккунии нанокапсулаи 10,5:1-ро муқоиса мекунад. То андозае болои ҳам омадани каҷҳо нишон медиҳад, ки рафтори гудозиш ва кристаллшавӣ дар тӯли 20 давр нигоҳ дошта шудааст.

Ин натиҷа устувории кӯтоҳмуддати даврҳои гармиро дастгирӣ мекунад. Аммо 20 давр барои истифодаҳои дарозумр, ба монанди либоси муҳофизатӣ, бастабандӣ ё маводи сохтмонӣ, озмоиши маҳдуд аст. Садҳо ё ҳазорҳо давр, даврҳои гармӣ ҳамзамон бо деформатсияи механикӣ ва пиркунии дарозмуддат гузаронида нашудаанд.

XRD-и вобаста ба ҳарорат чӣ нишон додааст?

Ченкуниҳои XRD ҳангоми гарм кардани нанокапсулаҳо аз 30 °C то 90 °C ва баъдан хунук кардани онҳо то 35 °C анҷом дода шудаанд. Қуллаҳои тези тақрибан 20,8°, 21,4° ва 23,8° 2θ, ки дар ҳарорати хонагӣ дида шудаанд, ба ядрои кристаллии EGDS мансуб дониста шудаанд. Пӯсти силикаи бо усули сол–гел ҳосилшуда бошад, аморфӣ тавсиф шудааст.

• Дар байни 30–60 °C қуллаҳои кристаллии EGDS то андозае нигоҳ дошта шудаанд.
• Дар 75 °C шиддати қуллаҳо кам шуда, банди васеъ ба ташаккул оғоз кардааст.
• Дар 90 °C қуллаҳои тез нопадид шуда, ҳалои васеъе пайдо шудааст, ки гудохта шудани EGDS-ро нишон медиҳад.
• Ҳангоми хунуккунӣ дубора пайдо шудани қуллаҳои тез нишон додааст, ки EGDS боз кристалл шудааст.

Ин мушоҳида баргаштпазир будани тағйирёбии фазаро дастгирӣ мекунад. Аммо манбаъ дар қисми хунуккунӣ қуллаҳои баргаштаро “қуллаҳои хоси SiO₂” меномад. Бо дарназардошти он ки пӯсти силика дар ҳамон банд аморфӣ гуфта шудааст ва қуллаҳои тез дар оғоз ба EGDS мансуб дониста шудаанд, ин ифода номувофиқии номгузорӣ дар дохили манбаъ мебошад.

Плёнкаҳои композитии каучуки табиӣ чӣ гуна омода шудаанд?

Плёнкаи холиси SPNR бо рехтани латекси филтршудаи каучуки табиии пешвулканизатсияшуда ба табақчаи Петри ва хушк кардани он дар 60 °C барои 24 соат омода шудааст. Дар композитҳо нанокапсулаҳои EGDS@SiO₂ ба латекс илова, 30 дақиқа ҳам зада, рехта ва дар ҳамон шароит хушк карда шудаанд.

Дар қисми усул боркуниҳои нанокапсула аз рӯи вазн ҳамчун %0,1, %0,5, %1 ва %5 дода шудаанд. Дар қисми натиҷаҳо гуфта мешавад, ки намунаи %10 низ омода шудааст, аммо дар рӯи плитаи гармкунӣ хам шуда аз сатҳ дур гаштааст ва аз ин рӯ санҷида нашудааст.

Ғафсии плёнка дар шарҳҳои расмҳо тақрибан 0,8 mm дода шудааст. Диаметри табақчаи Петри бошад, дар қисми усул 0,8 cm навишта шудааст. Ин арзиш ба майдони хеле хурди рехтан мувофиқ аст ва дар манбаъ бо ченкунии дигар тасдиқ нашудааст.

Таҷрибаи танзими гармӣ чӣ гуна анҷом дода шудааст?

Плёнкаҳо дар болои лавҳаи шишагӣ аз 40 °C то 85 °C гарм карда шудаанд. Ҳарорати сатҳ бо камераи гармии FLIR E4 сабт шудааст. Пас аз расидани плёнкаҳо ба 85 °C, онҳо ба плитаи дуюми гарме, ки дар 40 °C нигоҳ дошта мешуд, гузаронида шуда, рафтори хунукшавӣ пайгирӣ шудааст.

Гуфта шудааст, ки ченкуниҳо барои ҳар гурӯҳи намуна се маротиба такрор шудаанд. Бо вуҷуди ин, дар графикҳо инҳирофи стандартӣ, фосилаи эътимод ё каҷҳои ҷудогонаи такрорӣ нишон дода нашудаанд. Озмоиши аҳамияти оморӣ байни гурӯҳҳо низ пешниҳод нашудааст.

Дар усул гуфта мешавад, ки сабтҳои гармкунӣ ва хунуккунӣ ҳар кадом панҷ дақиқа давом кардаанд. Аммо меҳвари вақт дар графикҳои асосӣ ва иловагӣ тақрибан 0–150 сонияро нишон медиҳад. Чаро қисми боқимондаи сабти панҷдақиқаӣ нишон дода нашудааст, шарҳ дода намешавад.

Плёнкаи дорои %5 EGDS@SiO₂ чӣ гуна рафтор кардааст?

SPNR-и холис ва плёнкаи назоратии дорои %5 SiO₂-и холис аз рӯи вазн каҷҳои гармкунӣ ва хунуккунии ба ҳам наздик нишон додаанд. Ин натиҷа дастгирӣ мекунад, ки таъхири гармии мушоҳидашуда танҳо аз илова шудани зарраҳои силика ба вуҷуд наомадааст.

Плёнкаи дорои %5 EGDS@SiO₂ аз рӯи вазн:

• Ҳангоми гармкунӣ афзоиши сусттари ҳароратро нишон додааст.
• Нисбат ба дигар плёнкаҳо ба ҳарорати қуллавии пасттар расидааст.
• Ҳангоми хунуккунӣ пастшавии ҳарорат ба таъхир афтодааст.
• Ҳамзамон ҳам захираи гармӣ ва ҳам баргардонидани гармиро нишон додааст.

Дар Расми иловагии S2 каҷҳои плёнкаҳои дорои %0,5 ва %1 нанокапсула ба SPNR-и холис ва назорати силика наздиктаранд. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки дар ғафсии плёнка ва шароити таҷрибавии таҳқиқот ҳиссаҳои пасти пуркунанда барои ба вуҷуд овардани таъсири ченшавандаи танзими гармӣ кофӣ набудаанд.

Плёнкаи дорои боркунии %10 аз сатҳи санҷиш хам шуда ҷудо гардид ва аз ин рӯ арзёбӣ нашуд. Ин ҳолат нишон медиҳад, ки илова кардани PCM-и бештар худкорона композити беҳтар ба вуҷуд намеорад; бори зарраҳо метавонад шакли плёнка, устувории андозагӣ ё таъсири мутақобилаи каучук-зарраро халалдор кунад. Аммо таҳқиқот механизми ин хамшавиро наомӯхтааст.

Тасвирҳои таҳқиқот кадом натиҷаҳоро дастгирӣ мекунанд?

• Саҳифаи 9, Расми 1: Спектрҳои FTIR ва ¹H-NMR синтези EGDS-ро дастгирӣ мекунанд.
• Саҳифаи 10, Схемаи 1: Истеҳсоли нанокапсуларо бо илова кардани соли силика ба эмулсияи EGDS нишон медиҳад.
• Саҳифаи 10, Расми 2: Нишон медиҳад, ки бо афзоиши таносуби этанол/TEOS ҷамъшавӣ коҳиш ёфта, андозаи зарраҳо то тақрибан 5 nm кам мешавад.
• Саҳифаи 11, Расми 3: Нишон медиҳад, ки бандҳои EGDS ва SiO₂ дар нанокапсула якҷо мавҷуданд.
• Саҳифаи 13, Расми 4: Нишон медиҳад, ки танҳо намунаи 10,5:1 қуллаҳои равшани гудозиш ва кристаллшавӣ додааст.
• Саҳифаи 14, Расми 5: Нишон медиҳад, ки даврҳои гармии якум ва бистум то андозае болои ҳам меоянд.
• Саҳифаи 16, Расми 6: Нишон медиҳад, ки ядрои EGDS ҳангоми гармкунӣ тартиби кристаллии худро аз даст дода, ҳангоми хунуккунӣ онро дубора ба даст меорад.
• Саҳифаи 17, Расми 7: Нишон медиҳад, ки плёнкаи каучуки дорои %5 EGDS@SiO₂ сусттар гарм ва сусттар хунук мешавад.
• Саҳифаи 24, Расми S1: Сохтори таҷрибавии камераи гармӣ ва харитаҳои ҳароратро дар вақтҳои гуногун нишон медиҳад.
• Саҳифаи 25, Расми S2: Нисбатҳои пуркунандаи %0,5, %1 ва %5-ро дар як графики гармкунӣ-хунуккунӣ муқоиса мекунад.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Ядрои тағйирдиҳандаи фаза, пӯсти ғайриорганикӣ ва матритсаи полимерии барқароршавандаро дар як системаи маводӣ муттаҳид кардааст.
• Бо тағйир додани таносуби этанол/TEOS андозаи нанокапсуларо таҷрибавӣ омӯхтааст.
• Ташаккули капсуларо бо усулҳои якдигарро пуркунанда, аз ҷумла TEM, FTIR, TGA, DSC ва XRD арзёбӣ кардааст.
• Каучуки холис ва плёнкаҳои назоратии танҳо дорои силикаро истифода кардааст.
• Рафтори гармкунӣ ва хунуккуниро бевосита бо камераи гармӣ пайгирӣ кардааст.
• Боркуниҳои гуногуни нанокапсуларо муқоиса кардааст.
• Нишон додааст, ки тағйирёбии фаза байни даври якум ва бистум то андозае нигоҳ дошта шудааст.
• Дастгирӣ кардааст, ки таъсири композит на танҳо аз гармигузаронии силика, балки аз тағйирёбии фазаи EGDS сарчашма мегирад.
• Саҳми муаллифон, маблағгузорӣ, бархӯрди манфиатҳо, дастрасии маълумот ва истифодаи абзори таҳрири забон ошкоро гузориш шудаанд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Таҳқиқот препринтест, ки аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
• Миқдори EGDS-и дар синтези нанокапсула истифодашуда дар қисми таҷрибавӣ дода нашудааст.
• Барои се таносуби синтез чор арзиши андозаи зарра гузориш шудааст.
• Энталпияи гудозиш дар Ҷадвали 3 ҳамчун 107,6 J/g ва дар хулосаи кӯтоҳ ва натиҷагирӣ ҳамчун 145,11 J/g дода шудааст.
• Ҳосили истеҳсоли нанокапсула ва тавозуни масса гузориш нашудааст.
• Миқдори EGDS-и озод ва EGDS-и воқеан капсулашуда бо усули мустақили экстраксия чен карда нашудааст.
• Озмоиши ихроҷ гузаронида нашудааст.
• Танҳо 20 даври гармӣ татбиқ шудааст.
• Гармигузаронии композитҳо бевосита чен карда нашудааст.
• Тасвири буриши SEM ё TEM, ки паҳншавии нанокапсулаҳоро дар дохили композит нишон диҳад, пешниҳод нашудааст.
• Мустаҳкамии кашиш, дарозшавӣ, кандашавӣ, сахтӣ ва хосиятҳои хастагӣ чен карда нашудаанд.
• Плёнкаи дорои боркунии %10 хам шудааст, аммо сабаби сохтории хамшавӣ таҳқиқ нашудааст.
• Барои се такрори ченкуниҳои гармӣ сутунҳои хато нишон дода нашудаанд.
• Озмоиши аҳамияти оморӣ байни гурӯҳҳо анҷом дода нашудааст.
• Гарчанде ченкунии панҷдақиқаӣ гузориш шудааст, графикҳо тақрибан 150 сонияро нишон медиҳанд.
• Диаметри 0,8 cm-и табақчаи Петри, ки барои андозаи плёнка дода шудааст, тасдиқ нашудааст.
• Устуворӣ ба шустан, арақ, намӣ, UV, фарсудашавӣ ва хамшавии механикӣ санҷида нашудааст.
• Рафтор дар оташ ва бехатарӣ дар ҳарорати баланд арзёбӣ нашудааст.
• Озодшавии нанозарраҳо аз плёнка ё бехатарии биологии онҳо таҳқиқ нашудааст.
• Барои истифодаи бастабандӣ озмоишҳои тамос бо ғизо ва муҳоҷирати моддаҳо гузаронида нашудаанд.
• Барои либоси муҳофизатӣ бароҳатӣ, гузарониши ҳаво ва тамос бо пӯст чен карда нашудаанд.
• Манбаи биомассаи ашёи хом ва ҳиссаи таркиби барқароршаванда ҳуҷҷатгузорӣ нашудаанд.
• Таҳлили давраи ҳаёт, изи карбон, арзиш ва васеъкунии миқёс мавҷуд нест.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

Таҳқиқот дастгирӣ мекунад, ки EGDS-ро метавон дар дохили пӯсти силика ҳамчун зарраҳои наноскопӣ омода кард ва таносуби этанол/TEOS ба андозаи зарра ва морфология таъсир мерасонад. Дар байни шароитҳои омӯхташуда таносуби 10,5:1 хурдтарин ва беҳтар паҳншудаи зарраҳоро ба вуҷуд овардааст.

Таҳқиқот ҳамчунин нишон медиҳад, ки плёнкаи SPNR-и ғафсиаш тақрибан 0,8 mm ва дорои %5 EGDS@SiO₂ дар ҳамон шароити таҷрибавӣ нисбат ба SPNR-и холис ва назорати %5 силика сусттар гарм ва сусттар хунук мешавад.

Монандии даврҳои якум ва бистуми DSC дастгирӣ мекунад, ки нанокапсула рафтори кӯтоҳмуддат ва такрории тағйирёбии фазаро нигоҳ медорад.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

Таҳқиқот исбот намекунад, ки плёнкаи таҳияшуда барои истифода дар либоси муҳофизатӣ, нассоҷии техникӣ ё бастабандӣ омода аст. Барои чунин истифодаҳо маълумоти механикӣ, токсикологӣ, гигиенӣ, оташ, шустан, фарсудашавӣ ва истифодаи дарозмуддат зарур аст.

Нишон дода нашудааст, ки нанокапсулаҳо дар ҳеҷ гуна шароит ихроҷ намекунанд. Озмоишҳои мустақими ихроҷ, шикастани капсула ва муҳоҷирати мавод анҷом дода нашудаанд.

Натиҷаи DSC-и бист даврӣ мӯҳлати хизмати чандсоларо ё устувориро дар ҳазорҳо даври ҳароратӣ исбот намекунад.

Таҳқиқот нишон надодааст, ки композит сарфаи софи энергия таъмин мекунад. Истеъмоли энергия, геометрияи воқеии маҳсулот, шароити муҳити беруна ва интиқоли гармӣ дар сатҳи система арзёбӣ нашудаанд.

Маншаи биомасса дар сарлавҳа маънои онро надорад, ки маҳсулот худкорона камкарбон, биотаҷзияшаванда ё аз ҷиҳати экологӣ бартар аст. Таъсири экологии истеҳсоли силика, этанол, TEOS, гидроксиди аммоний, этилацетат, энергияи хушккунӣ ва вулканизатсия ҳисоб карда нашудааст.

Аҳамияти он аз нуқтаи назари гузашта, имрӯз ва оянда чист?

Аз нуқтаи назари гузашта: Маводҳои тағйирдиҳандаи фаза муддати дароз барои биноҳо, нассоҷӣ ва системаҳои захираи энергияи гармӣ таҳқиқ мешаванд. Парафинҳо васеъ истифода мешаванд, аммо маншаи нафтии онҳо, гармигузаронии паст ва майл ба ихроҷ ҳангоми гудозиш ҷустуҷӯи маводҳои алтернативиро афзоиш додааст.

Саҳми имрӯза: Таҳқиқот EGDS-и ҳосилаи кислотаи стеаринро бо нанопӯсти силика муттаҳид карда, онро бо ҳиссаи паст ба каучуки табиӣ илова намудааст ва таъхири гармии мушоҳидашавандаро ба вуҷуд овардааст. Ҳамзамон нишон додааст, ки андозаи зарраҳоро метавон бо таносуби ҳалкунанда/пешгузашта идора кард.

Аз нуқтаи назари оянда: Арзиши воқеии амалии усулро метавон тавассути партияҳои устувори истеҳсолӣ, садҳо ё ҳазорҳо давр, ченкунии мустақими ихроҷ, мустаҳкамии механикӣ, шустан ва фарсудашавӣ, бехатарии наномавод, истеҳсоли нассоҷии масоҳати калон, арзиш ва арзёбиҳои давраи ҳаёт муайян кард.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Хулосаи техникии усули таҷрибавӣ

Натиҷаҳои асосии миқдории нанокапсулаҳо

Натиҷаҳои гармии плёнкаҳои композитӣ

Дар матн фарқиятҳои дақиқи ҳарорат барои нуқтаҳои муайяни вақт аз графикҳо ба таври рақамӣ дода нашудаанд. Аз ин рӯ, танҳо рафтори нисбии гармкунӣ ва хунуккуниеро, ки каҷҳо нишон медиҳанд, метавон баён кард. Аз таҳқиқот хулоса баровардан мумкин нест, ки маҳсулоти тиҷоратӣ чанд дақиқа ҳароратро нигоҳ медорад.

Номувофиқиҳои рақамӣ ва таҳрирӣ дар дохили манбаъ

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Biomass-derived Thermoregulating Polymer Composite from Natural Rubber Latex and Silica-coated Fatty Acid Derivatives

Муаллифон, бо тартиби дуруст: Thanadol Jaruraksa; Suttinun Phongtamrug; Pattarapong Phasukkit; Tanawit Suteewong; Pramuan Tangboriboonrat; Teeraporn Suteewong.

Муаллифони баробари аввал: Thanadol Jaruraksa ва Suttinun Phongtamrug. Дар номи ҳар ду муаллиф аломати “#” истифода шудааст ва шарҳи “Co-first author” дода шудааст.

Муаллифи масъул: Teeraporn Suteewong — teeraporn.su@kmitl.ac.th.

Пайвандҳои муассисавӣ:

• Thanadol Jaruraksa ва Teeraporn Suteewong: Department of Chemical Engineering, School of Engineering, King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang, Бангкок, Таиланд.
• Suttinun Phongtamrug: Department of Industrial Chemistry, Faculty of Applied Science, King Mongkut’s University of Technology North Bangkok, Бангкок, Таиланд.
• Pattarapong Phasukkit: Department of Electrical Engineering, School of Engineering, King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang, Бангкок, Таиланд.
• Tanawit Suteewong: NIST International School, Бангкок, Таиланд.
• Pramuan Tangboriboonrat: Department of Chemistry, Faculty of Science, Mahidol University, Бангкок, Таиланд.

DOI:10.2139/ssrn.7201200

Рақами сабти SSRN: 7201200.

Маҷалла: Номи маҷаллаи тақризшуда ё нусхаи ниҳоии қабулшудаи маҷалла тасдиқ нашудааст.

Платформаи нашр: SSRN.

Санаи илова шудан ба SSRN: 29 июли 2026.

Шумораи саҳифаҳо: 25.

Навъи манбаъ: Таҳқиқоти аслии таҷрибавии илмҳои мавод ва препринт.

Вазъи тақриз: Дар ҳар саҳифаи таҳқиқот шарҳҳои “This preprint research paper has not been peer reviewed” ва “Preprint not peer reviewed” ҷой доранд. Таҳқиқот набояд ҳамчун мақолаи маҷаллае пешниҳод шавад, ки аз баррасии ҳамтоён гузаштааст.

Пайванди расмии манбаъ:Сабти таҳқиқот дар SSRN

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз ҷониби King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang дар доираи дастгирии рақами KREF046303 маблағгузорӣ шудааст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон гузориш додаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки маълумот бо дархост пешниҳод мешавад. Анбори кушодаи маълумот ё пайванди зеркашии маълумоти хом дода нашудааст.

Изҳороти зеҳни сунъӣ ва абзори забон: Муаллифон шарҳ додаанд, ки барои беҳтар кардани хонданпазирӣ ва сифати забон Grammarly-ро истифода карда, баъдан мундариҷаро баррасӣ ва таҳрир намудаанд ва масъулияти матни ниҳоиро ба уҳда гирифтаанд.

Саҳми муаллифон: Thanadol Jaruraksa дар усул, таҷриба, таҳлил, омодасозии намуна ва тарҳи аввал; Suttinun Phongtamrug дар усул, таҷриба, санҷиш, таҳлил ва таҳрири матн; Pattarapong Phasukkit дар тартибдиҳии маълумот; Tanawit Suteewong дар омодасозии намуна ва таҷриба; Pramuan Tangboriboonrat дар маблағгузорӣ, назорат ва баррасии матн; Teeraporn Suteewong дар консептуализатсия, усул, маблағгузорӣ, санҷиш ва баррасии матн саҳм гузоштаанд.

Ин шарҳи тоҷикӣ дар асоси матни асосии таҳқиқот, шароити таҷрибавӣ, формулаҳо, ҷадвалҳо, тасвирҳои TEM, натиҷаҳои FTIR ва TGA, термограммаҳои DSC, намунаҳои XRD-и вобаста ба ҳарорат, тасвирҳои камераи гармӣ, каҷҳои гармкунӣ-хунуккунӣ ва маълумоти иловагӣ омода шудааст. Даъвоҳое, ки дар таҳқиқот вуҷуд надоранд, аз ҷумла дар бораи кори маҳсулоти тиҷоратӣ, сарфаи энергия, бехатарии инсон ё бартарии экологӣ, илова карда нашудаанд.

Муҳимтарин масъалаи рақамии манбаъ энталпияи гудозишест, ки барои нанокапсулаи беҳтарин гузориш шудааст. Дар Ҷадвали 3 арзиши 107,6 J/g мавҷуд аст, дар ҳоле ки хулосаи кӯтоҳ ва натиҷагирӣ арзиши 145,11 J/g-ро истифода мебаранд. Самаранокӣ ва нисбати капсуласозӣ аз ҷиҳати математикӣ бо арзиши 107,6 J/g-и Ҷадвали 3 мувофиқанд. Аз ин рӯ, дар муқоисаҳои илмӣ бояд арзиши Ҷадвали 3 асос гирифта шавад; арзиши 145,11 J/g бошад, бояд ҳамчун номувофиқии ҳалнашудаи дохилии манбаъ ошкоро зикр гардад.

Дар таҳқиқот ибораҳои “аз биомасса ҳосилшуда” ва “устувор” истифода шудаанд; аммо манбаи воқеии биологии метилстеарати тиҷоратӣ, сертификати таркиби барқароршаванда, энергияи истеҳсол, истифодаи ҳалкунанда, изи карбон ва давраи ҳаёт ҳисоб карда нашудаанд. Аз ин рӯ, таҳқиқот мустақиман исбот намекунад, ки композит аз ҷиҳати экологӣ аз алтернативаҳои асосёфта ба сӯзишвории истихроҷӣ бартар аст.

Либоси муҳофизатӣ, нассоҷӣ ва бастабандӣ самтҳои эҳтимолии истифодае мебошанд, ки таҳқиқот пешниҳод мекунад. Азбаски хосиятҳои механикӣ, шустанпазирӣ, фарсудашавӣ, рафтор дар оташ, муҳоҷирати модда, токсикология ва кори истеҳсоли силсилавии композитҳо чен карда нашудаанд, ин самтҳо набояд ҳамчун истифодаҳои тасдиқшуда тафсир шаванд.