شما اینجا هستید
صفحه اصلی > فناوری > هیدروژل های هیبریدی (MIT)

هیدروژل های هیبریدی (MIT)

هیدروژل های هیبریدی سخت، که خشک نمی شوند

اگر شما یک قطعه ژله را روی کانتر آشپزخانه خود بگذارید مشاهده میکنید که به سرعت آب آن بخار می شود و در نهایت از آن چیزی جز یک جامد باقی نمی ماند. در مورد هیدروژل هم همینگونه است. در کل اینگونه متریال هایی که پایه ی آن ها آب هست و اکثرا جاذب و چسبنده اند بعد از مدتی به ناچار آب آنها رفته و خشک میشوند.

محققان MIT راهی کشف کرده اند که میتوان از خشک شدن هیدروژل جلوگیری کرد. با این تکنیک میتوان از آن در موارد زیادی مثل پوست مصنوعی, ابزار بایو الکتریک منعطف , لنز های تماسی با دوام تر(contact lenses) و… استفاده کرد.

در این روش هیدروژل ها را به وسیله پلیمرهای الاستومر الاستیک (از قبیل پلاستیک و سیلیکون که مانند هیدروژل می چسبند ولی آبگریز اند) پایدار میکنند. محققان دریافتند که اگرهیدروژل را توسط یک لایه ی نازک الاستومر بپوشانند میتوان مانع گریز سریع آب از آن شد، که در نتیجه باعث میشود هیدروژل مرطوب، انعطاف پذیر و مستحکمتر شود.

ایده اصلی این طرح الهام گرفته شده از پوست انسان است. پوست شامل یک لایه ی بیرونی و یک غشای درونی و زیری است که با یک دیگر پیوند خورده اند و در واقع لایه ی بیرونی همانند یک سپر عمل میکند و از لایه های زیرین پوست، شبکه اعصاب،عروق و … در برابر خشک شدن و انواع آسیب های دیگر حفاظت میکند.

در دسامبر ۲۰۱۵ گروهی از محقان در MIT اعلام کردند به تکنولوژی ای رسیده اند که میتوان توسط آن یک پیوند قوی میان هیدروژل و سطوح جامد مثل فلزات یا سرامیک ایجاد کرد. آنها از این تکنولوژی در جهت قرار دادن سنسور های الکتریکی در هیدروژل و  در نتیجه ساخت بانداژ های هوشمند استفاده کردند اما یک مشکل اساسی وجود داشت : خشک شدن و از دست رفتن انعطاف پذیری

ایده های گوناگونی برای جلوگیری از خشک شدن هیدروژل داده شد مثل استفاده از نمک اما در نهایت بهترین راه  حل استفاده از یک پوشش الاستومر بود که همانند پوست هم خاصیت چسبندگی داشته باشد و هم مانع از دست رفتن آب بشود.

اما اکثر الاستومرها برخلاف هیدروژل ها آبگریزند در نتیجه نمیتوانند عملا به خوبی به یک دیگر بچسبند.

تیم سعی کرد تا این مشکل را استفاده از همان تکنولوژی پیوند هیدروژل با سطوح جامد که در بالا به آن اشاره شد حل کند. اما پیوند حاصله به شدت سست بود.

بعد از تحقیقات راجع به انواع پیوند ها آنها به نتیجه رسیدند تا از benzophenone که در مقابل اشعه ی یو وی به کار می افتد استفاده کنند. که این ترکیب یک پیوند بسیار مناسب و سخت حتی بارها سخت تر از پیوند پوست با لایه های زیری خود را فراهم میاورد. این پیوند به حدی قویست که هیدروژل مورد نظر بعد از کشیدگی تا حدود ۷ برابر طول خود همچنان چسبندگی خود را حفظ میکند.

گسترش مجموعه ابزارهای هیدروژلی

در پی گسترش کارکرد های هیدروژل، اعضای تیم به این فکر افتادند تا با قرار دادن کانال های نازک در ترکیبی از هیدروژل و الاستومر شبکه ای همانند رگ های خونی تولید کنند.

طبق گفته ی محققان در آینده از ترکیبات الاستومر به عنوان باند های چسبناک میکروفلویید برای رساندن مواد دارویی به صورت مستقیم از طریق پوست استفاده میشود.

همچنین از این ماده میتوان به عنوان شبکه های پیچیده ی یونی استفاده کرد. از طرفی شبکه نورون ها در بدن همانند مدار میماند در واقع اعصابی که در پوست قرار دارند سیگنال هایی همچون درد،حرارت و … را از طریق یون ها انتقال میدهند و با توجه به اینکه پایه ی اصلی هیدروژل ها آب است حرکت یون ها در این ماده نیز امکان پذیر است. که همین خاصیت امکان استفاده از آن را به عنوان پوست مصنوعی فراهم می آورد.

 

دیدن فیلم زیر برای درک بهتر و آشنایی بیشتر پیشنهاد میشود:

۴٫۴ (۸۸%) ۱۰ votes

زهرا افراسیابی
دانشجوی مهندسی مکانیک، عضو تیم تحقیق و توسعه شرکت باگ

1 نظر برای “هیدروژل های هیبریدی (MIT)

  1. بسیار جذاب و عالی بود . امیدوارم زود تر وارد عرصه تولید انبوه بشه تا بتونیم از این ها برای تولید مداراتی پیشرفته و کشسانی استفاده کنیم. ممنون که به ترویج فناوری های نو کمک می کنید.

پاسخ دهید