Forskning bekræfter, at opvarmning kan øge styrken af ​​en type hydrogel

Små vinkelneutronspredning (SANS) ved Australian Center for Neutron Scattering har bekræftet, at styrken af ​​en type supramolekylær hydrogel kan øges ved opvarmning.

Hydrogelatorer, som har en stablet fibrøs netværksstruktur, kan potentielt bruges til bioingeniør, farmaceutiske teknologier, miljøsanering, katalytiske processer og produkter til personlig pleje.

I kollaborativ forskning udgivet i Soft Matter tidligere i år, en gruppe australske efterforskere ledet af Curtin University og University of Western Australia, bekræftede også, at udvælgelsen af ​​elektrolyt spiller en central rolle ved bestemmelse af styrken af ​​en hydrogel dannet af calixeren (bundet med aminosyren prolin).

Ved opvarmning til 30 ° C, calixeren -hydrogeler dannet med elektrolytten magnesiumchlorid steg i styrke og bevarede øget stivhed ved afkøling.

Forbindelsen udviste betydelig hysterese (et minde om den oprindelige struktur).

Efterforskerne påpegede, at denne usædvanlige, reproducerbar adfærd resulterede ikke i tab af vand ved opvarmning.

Fordi gelstivheden blev mindre ved gentagen glødning, det foreslog, at en dynamisk omlejringsproces forekom.

Atomic force microscopy imaging ved University of Western Australia afslørede, at nye større, rettere fibre dannet ved 25 - 30 ° C, muligvis understøtter dannelsen af ​​en mere robust gel, mens mindre fibre syntes at opløses.

Medforfatter Instrumentforsker Chris Garvey-forfattere bekræftede modellen for, hvad der skete med gelstrukturen efter glødning over temperaturområdet 10-30 ° C ved hjælp af SANS på QUOKKA.

"SANS er den foretrukne teknik for gelatorer, fordi den kan bestemme, hvordan molekyler opfører sig i et ensemble, mens en parameter ændrer sig, "sagde Garvey.

Spredningsdata indikerede en ændring fra ensartede stavlignende strukturer til et mere komplekst system.

"I dette studie, SANS -dataene var i overensstemmelse med den strukturelle model og spredningskurveberegninger, "sagde Garvey.

Forfatterne rapporterer, at i MgCl ₂ hydrogel dette repræsenterer en ændring fra den oprindelige konfiguration af lang, fleksible fibre til korte, lige fibre ved opvarmning, som bliver lange, lige fibre, når systemet afkøles.

Hydrogelen dannet med elektrolytten lithiumchlorid reagerede forskelligt på glødning.

"En af mine medforfattere er interesseret i vævsstilladser som en del af demensforskning, men der er rigtig mange potentielle anvendelser for lavmolekylære gelatorer, "sagde Garvey.

"Undersøgelsen blev foretaget, fordi der stadig er aspekter af deres adfærd, der kræver undersøgelse, såsom hvordan gelstrukturen udvikler sig over tid, og hvordan man sikrer stabiliteten af ​​bærende strukturer. "