Japan utvecklar ultrahög styrka hydrogel eller kommer att gynna medicinsk industri

- May 25, 2018-

Hydrogelen är en struktur i vilken en polymer kopplad ihop i en maskform innehåller en stor mängd vatten, har en hög bioaffinitet och förväntas som ett medicinskt material. Tidigare hydrogeler var emellertid mycket bräckliga och deras praktiska användning var begränsad till kontaktlinser. För närvarande utvecklas hydrogeler innehållande en stor mängd fukt men med hög hållfasthet över hela världen, och topologiska geler, nanokompositgeler, dubbla nätverksgeler, polyampholytegeler och liknande har utvecklats.


Denna gång, genom att tillsätta en andra komponent, polyakrylamid, till en hydrogel gjord av en triblock-sampolymer, producerades en ny typ av höghållfast dubbelnätgelgel innehållande en stor mängd vatten men med hög hållfasthet. Enligt rapporter är styrkan hos denna gel högre än de fyra höghållfasta gelerna som nämns ovan.


Triblock-sampolymeren är en bandliknande molekyl bestående av tre komponenter och har en hydrofob hydrofil-hydrofob struktur. Sampolymeren placerades i vatten och de hydrofoba sidorna i båda ändar bildade en maskstruktur för att erhålla en massiv hydrogel. Genom att introducera polyakrylamid i det inre av denna gel bildar den hydrofila delen av triblock-sampolymeren en vätebindning med polyakrylamid, varigenom man erhåller en dubbelkloppspolymer / polyakrylamid-dubbelnätverkgel. Hokkaido University har framgångsrikt erhållit en höghållfast hydrogel genom att kontrollera dessa två fysiska bindningar.


Denna hydrogel hade en dragbrytningsbelastning på 10 MPa, en dragsenergi av 2850 kJ / m2 och en dragelasticitetsmodul på 14 MPa, vilket uppvisade utmärkta fysikaliska egenskaper. Även om du öppnar ett hål i gelen och använder den för att lyfta en vikt kommer inte hålet att riva. Dessutom, även vid stor deformation, når belastningsgraden vid brott 600% (7 gånger den ursprungliga längden), och det linjära svaret av stress kan bibehållas. Vidare, när den brutna ytan av gelén är belagd med dimetylformamid och rekonstrueras återformas de brutna bindningarna spontant och gelerna klibbar igen.