Η νέα μελέτη δείχνει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ανθρακούχο νερό για τη συντονισμό των ιδιοτήτων των υδρογέλων για διάφορες χρήσεις
Περίληψη
Οι υδρογέλες είναι ευέλικτα υλικά με ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής ιστών, της παράδοσης φαρμάκων και του καθαρισμού του νερού. Οι ιδιότητες των υδρογέλων, όπως η αναλογία διόγκωσης, η μηχανική αντοχή και η βιοαποικοδόμηση, μπορούν να συντονιστούν μεταβάλλοντας την πυκνότητα σταυρωτής σύνδεσης του δικτύου πολυμερούς. Οι παραδοσιακές μέθοδοι διασύνδεσης συχνά περιλαμβάνουν τη χρήση τοξικών χημικών ή σκληρών συνθηκών, οι οποίες μπορούν να περιορίσουν τη βιοσυμβατότητα και την επεκτασιμότητα της παραγωγής υδρογέλης.
Εδώ, παρουσιάζουμε μια νέα προσέγγιση για υδρογέλες διασταυρούμενης σύνδεσης χρησιμοποιώντας ανθρακούχο νερό. Το ανθρακούχο νερό περιέχει διαλυμένο αέριο διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο μπορεί να αντιδράσει με τις λειτουργικές ομάδες πολυμερών για να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτή η αντίδραση οδηγεί στο σχηματισμό ενός διασταυρούμενου δικτύου πολυμερούς, με αποτέλεσμα μια υδρογέλη.
Διερευνήσαμε την επίδραση του ανθρακούχου νερού στις ιδιότητες των υδρογέλων που παρασκευάστηκαν από διάφορα πολυμερή, συμπεριλαμβανομένης της πολυ (βινυλικής αλκοόλης) (PVA), πολυ (ακρυλικού οξέος) (ΡΑΑ) και ζελατίνης. Διαπιστώσαμε ότι η αναλογία διόγκωσης, η μηχανική αντοχή και η βιοαποικοδόμηση των υδρογέλων θα μπορούσαν να συντονιστούν αποτελεσματικά μεταβάλλοντας τη συγκέντρωση ανθρακούχου νερού.
Επιπλέον, αποδείξαμε τις πιθανές εφαρμογές ανθρακούχων υδρογέλων σταυροειδών νερού στη μηχανική των ιστών και στην παροχή φαρμάκων. Δείξαμε ότι αυτές οι υδρογέλες θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των βλαστικών κυττάρων και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παράδοση φαρμάκων με ελεγχόμενο τρόπο.
Συνοπτικά, η μελέτη μας καταδεικνύει το δυναμικό του ανθρακούχου νερού ως νέου παράγοντα διασταυρούμενης σύνδεσης για τον συντονισμό των ιδιοτήτων των υδρογέλων για διάφορες εφαρμογές. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει μια απλή, βιοσυμβατή και κλιμακούμενη μέθοδο για την παραγωγή υδρογέλης, η οποία θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες προόδους στον τομέα των τεχνολογιών που βασίζονται σε υδρογέλη.
