بوليفوسفازين

عُزلت أولى البوليمرات الحرارية المستقرة من نوع بولي(أورجانوفوسفازين) في منتصف ستينيات القرن الماضي على يد ألكوك وكوجل وفالان، وكانت عبارة عن جزيئات ضخمة تحتوي على مجموعات جانبية من ثلاثي فلورو إيثوكسي، أو فينوكسي ، أو ميثوكسي ، أو إيثوكسي ، أو مجموعات أمينية متنوعة. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} ومن بين هذه الأنواع المبكرة، أثبت بولي[بيس(ثلاثي فلورو إيثوكسي فوسفازين]، [NP(OCH₂CF₃ _{) ₂} ] _ₙ ، _أنه موضوع بحث مكثف نظرًا لبلوريته ، وكرهه الشديد للماء، وتوافقه الحيوي، ومقاومته للحريق، وثباته الإشعاعي العام، وسهولة تصنيعه على شكل أغشية وألياف دقيقة وألياف نانوية . كما استُخدم كركيزة للعديد من التفاعلات السطحية لتثبيت العوامل البيولوجية. ودُرست البوليمرات التي تحتوي على مجموعات جانبية من الفينوكسي أو الأمين بالتفصيل أيضًا.

كانت أولى الاستخدامات التجارية واسعة النطاق للبوليفوسفازينات الخطية في مجال المطاطات عالية التقنية ، ومن الأمثلة النموذجية عليها مزيج من مجموعات ثلاثي فلورو إيثوكسي ومجموعات فلورو ألكوكسي ذات سلاسل أطول. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} يؤدي مزيج مجموعتين جانبيتين مختلفتين إلى إزالة التبلور الموجود في البوليمرات أحادية الاستبدال، مما يسمح بظهور المرونة والمطاطية الكامنة فيها. ويمكن الوصول إلى درجات حرارة انتقال زجاجي منخفضة تصل إلى -60 درجة مئوية، وتُعزى فائدتها في المركبات البرية ومكونات الفضاء الجوي  إلى خصائص مثل مقاومة الزيت وكراهية الماء . كما استُخدمت أيضًا في الأجهزة الطبية الحيوية المستقرة بيولوجيًا. ^{[ 19 ]}

تؤدي المجموعات الجانبية الأخرى ، مثل وحدات ألكوكسي غير المفلورة أو وحدات إيثر أوليغو ألكيل  ، إلى إنتاج مطاطات محبة للماء أو كارهة للماء ذات انتقالات زجاجية على نطاق واسع من -100 درجة مئوية إلى 100  درجة مئوية. ^{[ 20 ]} كما تم تطوير بوليمرات ذات مجموعتين جانبيتين مختلفتين من الأريلوكسي كمطاطات لمقاومة الحريق بالإضافة إلى تطبيقات العزل الحراري والصوتي .

تُعدّ البوليفوسفازينات الخطية ذات السلاسل الجانبية من أوليجو - إيثيلينوكسي مواد صمغية تُعتبر مذيبات جيدة للأملاح مثل تريفلات الليثيوم . تعمل هذه المحاليل كإلكتروليتات لنقل أيونات الليثيوم، وقد أُدمجت في بطاريات الليثيوم أيون البوليمرية القابلة لإعادة الشحن والمقاومة للحريق . ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} كما تُعدّ هذه البوليمرات نفسها ذات أهمية كإلكتروليت في الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ . ^{[ 24 ]} أما البوليفوسفازينات الأخرى ذات المجموعات الجانبية من أريلوكسي المُسلفنة، فهي موصلات بروتونية ذات أهمية لاستخدامها في أغشية خلايا وقود غشاء تبادل البروتونات . ^{[ 25 ]}

يمكن ربط بوليمرات (أورجانوفوسفازين) القابلة للذوبان في الماء، والتي تحتوي على سلاسل جانبية من أوليجو-إيثيلينوكسي، بروابط متقاطعة باستخدام أشعة جاما . تمتص البوليمرات المترابطة الماء لتكوين هيدروجيلات ، تستجيب لتغيرات درجة الحرارة، حيث تتمدد إلى حد معين تحدده كثافة الروابط المتقاطعة عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة حرجة للمحلول ، بينما تنكمش عند درجات حرارة أعلى من تلك الدرجة. هذا هو أساس أغشية النفاذية المتحكم بها. تتمدد بوليمرات أخرى تحتوي على مجموعات جانبية من أوليجو-إيثيلينوكسي وكربوكسيفينوكسي في وجود كاتيونات أحادية التكافؤ ، لكنها تنكمش في وجود كاتيونات ثنائية أو ثلاثية التكافؤ، والتي تُشكل روابط متقاطعة أيونية. ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} وقد استُخدمت هيدروجيلات الفوسفازين في إطلاق الأدوية المتحكم به وفي تطبيقات طبية أخرى. ^{[ 27 ]}

إن سهولة التحكم في خصائص البولي فوسفازين وضبطها بدقة عن طريق ربط مجموعات جانبية مختلفة بسلاسل البولي فوسفازين قد حفزت جهودًا كبيرة لمعالجة تحديات المواد الطبية الحيوية باستخدام هذه البوليمرات. ^{[ 31 ]} وقد دُرست بوليمرات مختلفة كناقلات للأدوية الجزيئية الكبيرة ، وكأغشية لتوصيل الأدوية بشكل مُتحكم فيه ، وكمطاطات حيوية مستقرة ، وخاصة كمواد حيوية قابلة للتحلل مصممة خصيصًا لتجديد العظام الحية . ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]} ومن مزايا هذا التطبيق الأخير أن بولي (ثنائي كلورو فوسفازين) يتفاعل مع إسترات إيثيل الأحماض الأمينية (مثل إيثيل جليسينات أو إسترات الإيثيل المقابلة للعديد من الأحماض الأمينية الأخرى) من خلال الطرف الأميني لتكوين بولي فوسفازينات ذات مجموعات جانبية من إسترات الأحماض الأمينية. تتحلل هذه البوليمرات ببطء لتكوين محلول شبه متعادل، مُنظَّم الحموضة، من الحمض الأميني والإيثانول والفوسفات وأيون الأمونيوم. وتعتمد سرعة التحلل على إستر الحمض الأميني، حيث تتراوح فترات نصف العمر من أسابيع إلى شهور تبعًا لبنية هذا الإستر. وتُسهم الألياف النانوية والتركيبات المسامية لهذه البوليمرات في تكاثر الخلايا العظمية وتسريع ترميم العظام في الدراسات التي أُجريت على نماذج حيوانية.