مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریپژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران 2538-33451112026630Path Planning Using Optimal Path Search Algorithms and Smoothing for Polymer Soft Robots in a Static Environmentمسیریابی مبتنی بر الگوریتمهای جستوجوی مسیر بهینه و هموارسازی برای رباتهای نرم پلیمری در محیط ایستا515fa علیاسمعیلیدانشگاه سمنان000900079682706X محمد حسین خالصیدانشگاه سمنانمحمدرضادوستمحمدیاندانشگاه سمنان2026513<p>Polymer soft robots with flexible bodies require smooth paths with continuous curvature for safe navigation. However, classical path planning algorithms such as Dijkstra and A* generate only the shortest path with sharp turns, which is incompatible with the kinematics of these robots. In this study, a path smoothing method is proposed by replacing right-angle corners with circular arcs of variable radius, and evaluated in grid environments with 250 to 1000 random obstacles. Sensitivity analysis shows that increasing obstacle density drastically raises the percentage of path length increase; for instance, in the 1000-obstacle scenario, the path length increases by up to 23% for a radius of 4 meters. The bending efficiency ratio decreases from 90% at a radius of 0.5 m to 20% at 4 m, while the efficiency ratio maintains double-digit values for radii smaller than one meter across all scenarios. Moreover, the average safe distance from obstacles remains around 17 meters in the worst case. Computationally, the A* algorithm performs significantly faster than Dijkstra. The findings provide a quantitative framework for selecting the bending radius according to the requirements of polymer soft robots. This approach can serve as a basis for real‑time path design for polymer soft robots in static, highly cluttered environments.</p><p>ربات‌های نرم پلیمری با بدنه انعطاف‌پذیر خود برای ناوبری ایمن به مسیرهایی هموار با انحنای پیوسته نیاز دارند. با این حال، الگوریتم‌های کلاسیک مسیریابی نظیر دیکسترا و A* صرفاً کوتاه‌ترین مسیر را با چرخش‌های تیز تولید می‌کنند که با سینماتیک این ربات‌ها ناسازگار است. در این پژوهش، روشی برای هموارسازی مسیر با جای‌گزینی پیچ‌های قائمه توسط کمان‌های دایره‌ای به شعاع متغیر ارائه و در محیط‌های شبکه‌ای با ۲۵۰ تا ۱۰۰۰ مانع تصادفی ارزیابی شده است. تحلیل حساسیت نشان می‌دهد افزایش تراکم موانع، درصد افزایش طول مسیر را به‌شدت تشدید می‌کند؛ برای نمونه، در سناریوی ۱۰۰۰ مانع، طول مسیر با شعاع چهار متر تا ۲۳٪ افزایش می‌یابد. نسبت بازده خمش از ۹۰٪ در شعاع نیم متر به ۲۰٪ در شعاع ۴ متر نزول می‌کند و نسبت کارایی برای شعاع‌های کوچک‌تر از یک متر در تمامی سناریوها مقادیر دو رقمی حفظ می‌شود. همچنین میانگین فاصله ایمن از موانع در بدترین حالت حدود ۱۷ متر باقی می‌ماند. از منظر محاسباتی، الگوریتم A*، به‌مراتب سریع‌تر از دیکسترا عمل می‌کند. یافته‌ها چارچوبی کمی برای انتخاب شعاع خمش متناسب با الزامات ربات‌های نرم پلیمری فراهم می‌آورد. این رویکرد می‌تواند مبنایی کاربردی برای طراحی بهتر مسیر بلادرنگ ربات‌های نرم پلیمری در محیط‌های ایستا با تراکم بالا مانع قرار گیرد.</p>http://irdpt.ir/en/Article/Download/53574مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریپژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران 2538-33451112026630Advanced polymer nanocomposites for CO₂ absorption: from design to application in greenhouse gas reductionنانوکامپوزیتهای پلیمری پیشرفته برای جذب انتخابی CO₂ : از طراحی تا کاربرد در کاهش گازهای گلخانهای1725faمحمدخلیلی ماهانیکارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه باهنر کرمان202655<p>The increasing concentration of carbon dioxide in the atmosphere, as the primary greenhouse gas, has necessitated the development of efficient and novel capture technologies. Traditional methods, such as liquid amine scrubbing, suffer from drawbacks including high energy consumption, equipment corrosion, and solvent degradation. In this context, solid adsorbents, particularly polymer nanocomposites, have gained significant importance due to their high specific surface area, functionalizability, and ease of regeneration. In this review article, the design principles, adsorption mechanisms (physical, chemical, and combined), types of polymer matrices (polyimide, polysulfone, polyethyleneimine), and effective nanofillers (metal-organic frameworks, graphene oxide, carbon nanotubes, porous nanosilica) are investigated. The results indicate that through amine functionalization, optimal selection of nanofillers, and the simultaneous combination of physical and chemical adsorption, a significant improvement in performance can be achieved. Fabrication methods include solution mixing, melt compounding, and in-situ polymerization. The main challenges include moisture stability, high cost of nanofillers, and process scalability. Key applications of this technology include CO₂ separation from power plant flue gas, natural gas sweetening, and direct air capture. With advances in green synthesis and the development of mixed matrix membranes, polymer nanocomposites offer a promising outlook for a low-carbon future. Simultaneous optimization of components and operating conditions will be key to achieving desirable industrial performance.</p><p>افزایش غلظت دی‌اکسید کربن در اتمسفر به عنوان اصلی‌ترین گاز گلخانه‌ای، نیاز به فناوری‌های کارآمد و جدید جذب را ضروری ساخته است. روش‌های سنتی مانند جذب با آمین‌های مایع دارای معایبی مانند مصرف انرژی بالا، خوردگی تجهیزات و تخریب حلال هستند. در این میان، جاذب‌های جامد به ویژه نانوکامپوزیت‌های پلیمری به دلیل سطح ویژه بالا، قابلیت عاملیت‌دهی و سهولت بازیافت اهمیت گسترده‌ای یافته‌اند. در این مقاله مروری، اصول طراحی، مکانیسم‌های جذب (فیزیکی، شیمیایی و ترکیبی)، انواع ماتریس‌های پلیمری (پلی‌ایمید، پلی‌سولفون، پلی‌اتیلن‌ایمین) و نانوپرکننده‌های مؤثر (چارچوب‌های آلی‑فلزی، اکسید گرافن، نانولوله‌های کربنی، نانوسیلیکای متخلخل) بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با عاملیت‌دهی آمینی، انتخاب بهینه نانوپرکننده و همچنین، ترکیب همزمان جذب فیزیکی و شیمیایی، می‌توان بهبود قابل توجهی در عملکرد مشاهده ‌کرد. روش‌های ساخت شامل اختلاط محلولی، قالب‌گیری مذاب و پلیمریزاسیون درجا هستند. چالش‌های اصلی شامل پایداری در برابر رطوبت، هزینه بالای نانوپرکننده‌ها و مقیاس‌پذیری فرآیند می‌باشد. کاربردهای مهم این فناوری عبارتند از جداسازی دی‌اکسید کربن از دودکش نیروگاه‌ها، شیرین‌سازی گاز طبیعی و جذب مستقیم از هوا. با پیشرفت سنتز سبز و توسعه غشاهای ماتریس ترکیبی، نانوکامپوزیت‌های پلیمری چشم‌اندازی امیدبخش برای داشتن آینده‌ای کم کربن ارائه می‌دهند. بهینه‌سازی همزمان اجزاء و شرایط عملیاتی، کلید دستیابی به عملکرد صنعتی مطلوب خواهد بود.</p>http://irdpt.ir/en/Article/Download/53505مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریپژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران 2538-33451112026630The most important rubber plants in the world and the rubber suitable species for Iranمهمترین گیاهان کائوچویی در دنیا و گونههای کائوچوی مناسب برای ایران2738fa مهری ندیری نیریدانشگاه مالک اشتر تهران0000000314769147202667<p style="text-align: left;">The purpose of this research is to introduce the most important rubber plants in the world, whether trees, shrubs, bushes, or herbs. It also addresses the appropriate conditions for cultivation, keeping, and harvesting, as well as the suitable species for Iran. In this study, preliminary information on the most important plants containing rubber has been provided, and detailed information about the introduced plants has been avoided. It should be noted that in the present study, the name natural rubber does not refer only to rubber obtained from the sap of the Hevea tree, but rather natural rubber is used in its broadest meaning and occasionally refers to other types with different formulas and percentages of rubber content. Studies have shown that the production of some types of natural rubber in Iran is quite possible and that the production of this material in Iran is practical on an economic and commercial scale. It is obvious that with sufficient and methodical research, and the correct selection of the appropriate rubber plant for each region, and the elimination of their agrotechnical and agronomic problems, reaching the current import limits of natural rubber will not be far from being achieved. After the appropriate type of plant has been selected for the country, appropriate technology must be obtained or designed within the country to convert the leachate into solid rubber, so that various types of solid natural rubber can be produced on a mass scale.</p><p>هدف از این پژوهش، معرفی مهمترین گیاهان کائوچویی دنیا، اعم از درختی، درختچه‌‌‌‌ای، بوته‌ای و یا علفی می‌‌‌باشد، همچنین به شرایط مناسب کشت، داشت و برداشت و همچنین گونه‌‌های مناسب ایران نیز پرداخته شده است. در این پژوهش، اطلاعات مقدماتی در رابطه با مهمترین گیاهان حاوی کائوچو ارائه شده است و از آوردن اطلاعات تفصیلی درباره گیاهان معرفی شده خودداری شده است. لازم به ذکر است که در پژوهش حاضر نام کائوچوی طبیعی فقط به کائوچوی حاصل از شیرابه درخت هوآ اطلاق نمی‌شود، بلکه کائوچوی طبیعی در معنی وسیع آن به کار گرفته شده و گه گاه به سایر انواع آن با فرمول‌ها و درصد مختلف محتوای کائوچویی آن‌ها نیز اطلاق شده است. بررسی‌های به عمل آمده حاکی از این هستند که امکان تولید برخی از گونه‌های کائوچوی طبیعی در ایران کاملاً میسر بوده و تولید این ماده در ایران در اندازه‌های اقتصادی و بازرگانی عملی می‌باشد. بدیهی است که با بررسی و مطالعه متدیک و کافی و انتخاب صحیح گیاه کائوچوی مناسب هر منطقه و رفع مشکلات آگروتکنیک و آگرونومیک آن‌ها، رسیدن به مرزهای واردات فعلی کائوچوی طبیعی دور از دسترس نخواهد بود. بعد از اینکه نوع گیاه مناسب برای کشور انتخاب گردید، باید جهت تبدیل شیرابه به کائوچوهای جامد، تکنولوژی مناسبی اخذ و یا در داخل کشور طراحی گردد تا اینکه بتوان از طریق آن، گونه‌های مختلف کائوچوی طبیعی جامد را در مقیاس انبوه تولید نمود.</p>http://irdpt.ir/en/Article/Download/53775مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریپژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران 2538-33451112026630A Review on Emerging Granule-Based 3D Printing Technologyمروری بر فناوری نوظهور چاپ سهبعدی گرانولی 2951faعاطفهنژادابراهیمدانشگاه صنعتی قمزینباکبریاندانشگاه صنعتی قم2026520<p lang="en" style="padding-right: 30px; text-align: justify;">Fused granular fabrication, as an emerging extrusion-based additive manufacturing technology, has gained increasing attention as a promising alternative to conventional filament-based systems due to its direct utilization of polymer pellets as feedstock. Eliminating the intermediate filament production step not only reduces material and processing costs but also enhances flexibility in material selection and enables the development of diverse polymeric and composite formulations. These advantages position pellet-based printing as a suitable approach for manufacturing engineering components, biocompatible structures, and large-scale applications.</p>
<p lang="en" style="padding-right: 30px; text-align: justify;">The performance of pellet-fed systems is strongly influenced by the intrinsic properties of the feedstock and the processing parameters. In polymer composites, filler characteristics—including type, particle size, morphology, aspect ratio, and dispersion quality within the polymer matrix—play a critical role in determining melt rheological behavior, extrusion stability, interlayer adhesion, dimensional accuracy, and the final mechanical and functional properties of printed parts. Therefore, successful design of printable formulations requires a comprehensive understanding of the interactions among material structure, filler characteristics, and processing conditions.</p>
<p lang="en" style="padding-right: 30px; text-align: justify;">This review article discusses the fundamentals, advantages, challenges, and applications of granule-based 3D printing and provides a technical and economic comparison with filament-based additive manufacturing. Furthermore, the role of biocompatible polymers and composite systems, the influence of filler characteristics on printability and part performance, and the major challenges in advancing this technology are examined. Finally, future research directions aimed at improving print quality, developing advanced materials, and expanding industrial and biomedical applications are outlined.</p><p>چاپ سه‌بعدی گرانولی به‌عنوان یکی از فناوری‌های نوظهور در ساخت افزایشی اکستروژنی، به دلیل استفاده مستقیم از مواد اولیه گرانولی، به‌عنوان جایگزینی امیدبخش برای سامانه‌های متداول فیلامنت‌محور مطرح شده است. حذف مرحله میانی تولید فیلامنت، علاوه بر کاهش هزینه‌های فرایندی و مواد، موجب افزایش انعطاف‌پذیری در انتخاب مواد و توسعه ترکیبات پلیمری و کامپوزیتی متنوع می‌شود. این مزیت، چاپ گرانولی را به گزینه‌ای مناسب برای تولید قطعات مهندسی، ساختارهای زیست‌سازگار و کاربردهای بزرگ‌مقیاس تبدیل کرده است.</p>
<p>در این میان، عملکرد سامانه‌های گرانولی به‌شدت تحت تأثیر ویژگی‌های ماده اولیه و پارامترهای فرایندی قرار دارد. در کامپوزیت‌های پلیمری، نوع فیلر، اندازه ذرات، مورفولوژی، نسبت ابعادی و کیفیت توزیع و پراکنش آن در ماتریس، از جمله عوامل کلیدی در تعیین رفتار رئولوژیکی، پایداری اکستروژن، چسبندگی بین‌لایه‌ای، دقت ابعادی و خواص نهایی قطعه چاپ‌شده به شمار می‌روند. بنابراین، طراحی موفق فرمولاسیون‌های قابل چاپ، نیازمند درک ارتباط متقابل میان ساختار ماده، ویژگی‌های فیلر و شرایط فرایند است.</p>
<p>این مقاله مروری به بررسی مبانی، مزایا، چالش‌ها و کاربردهای چاپ سه‌بعدی گرانولی پرداخته و آن را از منظر اقتصادی و فنی با چاپ سه‌بعدی فیلامنتی مقایسه می‌کند. همچنین، نقش پلیمرها و کامپوزیت‌های زیست‌سازگار، اثر مشخصات فیلر بر چاپ‌پذیری و عملکرد قطعه، و مهم‌ترین چالش‌های موجود در توسعه این فناوری مرور شده است. در پایان، مسیرهای آینده برای بهبود کیفیت چاپ، توسعه مواد پیشرفته و گسترش کاربردهای صنعتی و زیست‌پزشکی این فناوری ارائه می‌شود.</p>http://irdpt.ir/en/Article/Download/53636مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریپژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران 2538-33451112026630123پوششهای ضدحریق و مقاوم در برابر آتش: مروری بر مبانی، بهینهسازی فرمولاسیون و فناوریهای نوین5371fa مجیدمیرزاییپژوهشگاه نیرو0000000285766077202662<p>Fire-retardant and fire-resistant coatings, as one of the most efficient and cost-effective passive protection strategies, play a key role in delaying ignition, reducing heat transfer, and limiting flame spread. This review article aims to systematize the existing knowledge in four main areas: first, the fundamentals and mechanisms of action, distinguishing between two categories of intumescent coatings (forming a swollen char layer with expansion capability of up to 100 times) and non-intumescent coatings (gas-phase mechanism or glassy layer formation). Second, formulation optimization based on industrial experimental evidence, demonstrating that the selection of an appropriate polymer binder, optimal ratio of main components, and nano-clay and reinforcing fiber additives have a direct impact on the thermal stability and integrity of the char layer. Third, emerging technologies such as nanocomposites and the sol-gel method, which, by creating transparent coatings while preserving the aesthetic appearance of the substrate, have significantly expanded the application range of these systems. In the final section, considering the challenges associated with the direct application of coatings onto sensitive substrates (chemical damage, reduced mechanical strength, and aesthetic alterations), the "indirect application" approach onto supporting materials is proposed as a low-impact strategy consistent with the principles of reversibility. Nevertheless, the lack of systematic studies in direct comparison of different formulations and evaluation of the long-term durability of these coatings remains a fundamental gap in current knowledge.</p><p>پوشش‌های ضدحریق و مقاوم در برابر آتش به عنوان یکی از کارآمدترین و اقتصادی‌ترین راهکارهای حفاظت غیرفعال، نقش کلیدی در تأخیر اشتعال، کاهش انتقال حرارت و محدود کردن گسترش شعله ایفا می‌کنند. این مقاله مروری با هدف نظام‌مندسازی دانش موجود در چهار حوزه اصلی تدوین شده است: نخست، مبانی و سازوکارهای عملکرد با تمایز دو دسته پوشش‌های منبسط‌شونده (تشکیل لایه زغالی متورم با قابلیت انبساط تا ۱۰۰ برابر) و غیرمنبسط‌شونده (مکانیسم فاز گازی یا تشکیل لایه شیشه‌ای). دوم، بهینه‌سازی فرمولاسیون مبتنی بر شواهد تجربی صنعتی که نشان می‌دهد انتخاب چسب پلیمری مناسب، نسبت بهینه اجزای اصلی و افزودنی‌های نانورسی و الیاف تقویت‌کننده تأثیر مستقیمی بر پایداری حرارتی و یکپارچگی لایه زغالی دارند. سوم، فناوری‌های نوین نظیر نانوکامپوزیت‌ها و روش سل-ژل که با ایجاد پوشش‌های شفاف و حفظ زیبایی زیرلایه، دامنه کاربرد این سامانه‌ها را به طور قابل توجهی گسترش داده‌اند. در بخش پایانی، با توجه به چالش‌های مرتبط با کاربرد مستقیم پوشش‌ها بر روی زیرلایه‌های حساس (آسیب‌های شیمیایی، کاهش استحکام و تغییرات ظاهری)، رویکرد «کاربرد غیرمستقیم» بر روی مواد پشتیبان به عنوان راهکاری کم‌تأثیر و منطبق با اصول برگشت‌پذیری پیشنهاد می‌شود. با این وجود، فقدان پژوهش‌های نظام‌مند در مقایسه مستقیم فرمولاسیون‌های مختلف و ارزیابی پایداری طولانی‌مدت این پوشش‌ها، همچنان یک خلا اساسی در دانش فعلی است.</p>http://irdpt.ir/en/Article/Download/53753مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریپژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران 2538-33451112026630Biodegradable Smart Polymers پلیمرهای هوشمند زیست تخریب پذیر7382fa دنیانمادی وثوقی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، دانشکده فنی و مهندسی فاطمه زین الدینیدانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، دانشکده فنی و مهندسیمهرنوشمحمدیعضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی2026519<p style="text-align: left;"><span style="font-size: 12pt;">Biodegradable smart polymers, as a novel class of advanced materials, have garnered significant attention in recent research due to their unique combination of two key features: responsiveness to external stimuli and controlled biodegradability. These polymers react stimuli such as changes in temperature, pH, light and magnetic fields and have been developed in various types including shape-memory, self-healing, piezoelectric and chromogenic. The impressive advantages of these materials, including high biocompatibility, environmental safety and stability, along with the ability to precisely tune their degradation rate, make them suitable for a wide range of applications. Fields such as advanced drug delivery systems, tissue engineering, smart food packaging, biosensors, nanotechnology and smart agriculture are among the most important application areas for these polymers. Recent research focuses on emerging technologies like four-dimensional (4D) printing, the production of nature-inspired self-healing materials and advanced medical applications. However, the development and commercialization of these polymers face challenges such as high production costs and difficulties in precisely controlling the degradation rate. Activities have also been carried out in Iran to produce these materials, which require technological support, effective policymaking and targeted investment for advancement and expansion. These materials, with their vast potential, promise a bright future in various industries</span></p><p style="padding-right: 30px;"><span style="font-size: 12pt;">پلیمرهای هوشمند زیست تخریب پذیر، به عنوان نسل نوینی از مواد پیشرفته، به دلیل ترکیب منحصر به فرد دو ویژگی کلیدی یعنی توانایی پاسخ دهی به محرک های بیرونی و قابلیت تجزیه زیستی کنترل شده، توجه زیادی را در تحقیقات اخیر به خود جلب کرده اند. این پلیمرها به محرک هایی همچون تغییرات دما، pH ،نور و میدان های مغناطیسی واکنش نشان می دهند و در انواع مختلفی از جمله حافظه دار، خود ترمیم شونده، پیزوالکتریک و کروموژنیک توسعه یافته اند. مزایای چشمگیر این مواد، در زیست سازگاری باال، ایمنی زیست محیطی و پایداری به همراه قابلیت تنظیم دقیق نرخ تخریب، آنها را برای کاربردهای گسترده ای مناسب ساخته است. حوزه هایی نظیر سامانه های پیشرفته دارو رسانی، مهندسی بافت، بسته بندی هوشمند مواد غذایی، حسگرهای زیستی، نانو فناوری و کشاورزی هوشمند از مهم ترین زمینه های کاربردی این پلیمرها به شمار می روند. پژوهش های جدید بر فناوری های نوظهوری همچون چاپ چهار بعدی، مواد الهام گرفته از طبیعت با خاصیت خود ترمیمی و کاربرد های پزشکی پیشرفته تمرکز کرده اند. با این حال، توسعه و تجاری سازی این پلیمرها با چالش هایی نظیر هزینه باالی تولید، پیچیدگی های فرآیند سنتز و دشواری در کنترل دقیق نرخ تجزیه روبرو است. در ایران نیز فعالیت هایی در زمینه تولید این مواد صورت گرفته است که نیازمند پشتیبانی فناورانه، سیاست گذاری های کارآمد و سرمایه گذاری هدفمند برای پیشرفت و گسترش است. این مواد با پتانسیل فراوان نوید بخش آینده ای روشن در صنایع مختلف هستند.</span></p>http://irdpt.ir/en/Article/Download/53630