Süper kuvvetli hidrojel

Çinli araştırmacılar, kaza eseri süper kuvvetli ve süper elastik bir hidrojel keşfetti, bu malzemenin doku mühendisliğinde kullanılma potansiyeli var.

İlk kez 1950’lerde Otto Wichterle ve Drahoslav Lim tarafından bulunan yumuşak kontakt lenslerde supramoleküler hidrojeller suyu soğurabilen jel benzeri polimerlerdir. Doğal yumuşak dokuya benzer olarak, ağ sistemleri tersinir kovalent olmayan etkileşimlerle bir arada tutuluyor, böylelikle biyomedikal uygulamalarda etkili malzemeler olarak görülüyor.

Hidrojellerin elastikliği iyi, ancak mekanik güçsüzlükleri dezavantaj yaratıyor.Yakın bir zamanda, “muazzam moleküler özellikler” taşıyan yeni ve daha güçlü bir hidrojel Mingyu Guo ve He Huang tarafından (Soochow Üniversitesi) üretildi. Grup suda dağılabilen poliüretan yapıştırıcılar üretiyordu ve örnekler hava ortamında birkaç gün bırakıldığı zaman kuvvetli ve gerilebilir jeller oluştuğunu keşfetti.

Yöntem oldukça basit: Guo, “sadece su ekleyin” diyor. Su, bulunduğu yerde zincir uzatma özelliği gösteriyor ve hidrojel içinde çoklu üre bağları meydana getiriyor. Guo, şöyle devam ediyor: “Kısa üre bağlantı oluşumu çok önemli, çünkü biyo-uyuşabilirlik, mekanik güç ve su içeriği gibi fiziksel özellikleri ve elastikliği geliştiren şey bunun ta kendisi”.

Hidrojel filmi orijinal boyutuna bozulma olmaksızın bir çok kere gerilip bırakılabiliyor ve küçük bir parça 6,2 kg ağırlığı taşıyabiliyor, hattâ yük kaldırıldığında derhal orijinal yapısına geri dönüyor. Bir hidrojel çubuk, yalnızca 21,5 mm kalınlığında olup kırılma olmaksızın 1,6 tondan fazla yük taşıyabiliyor.

Rodrigo Albuquerque, Brezilya’daki São Paulo Üniversitesi’nde supramoleküler kimya uzmanı olarak çalışan bir kimyager olup, bu çalışmanın yeni bir hidrojel sınıfının tasarlanması için heyecan verici olanaklar sağladığını düşünüyor.

Albuquerque, şöyle diyor: “Çalışma, bir hidrojelin sert ve yumuşak kısımları arasındaki oranı değiştirerek nicel olarak özelliklerinde ince ayar yapılmasına olanak tanıyor. Hidrojel örneği ciddi ölçüde bir mekanik özelliğe sahip, bazıları ise şu ana kadar bildirilmiş en iyi hidrojellerden bile daha iyi”.

Çin’deki Fudan Üniversitesi’nde çalışan bir organik kimyacı olan Tao Tu, “bu araştırma yeni tür işlevsel hidrojellerin geliştirilmesini hızlandıracak” diyor.

Tu, yöntemden ve hidrojelin ayarlanabilir mekanik özelliklerinden etkilendiğini söylüyor. Tu, şöyle diyor: “Çarpıcı olan husus su ve poliüretan zincirlerinin –NCO grupları arasındaki üre bağı oluşturan tepkimelere dayanan ve aynı yerde oluşan (in situ) zincir uzama stratejisidir”.

Guo, bu hidrojelin su içeriği ve gücünün gelecekte yapay kas ve kıkırdak yapılması için uygun olduğunu düşünüyor.

Kaynaklar

Bu çalışmaya 3 Temmuz 2014 tarihine kadar erişim serbesttir. Şu bağlantıyı kullanabilirsiniz:

C Deng et al, RSC Adv., 2014, DOI: 10.1039/c4ra02597k

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap