[მეცნიერების განმარტება]
ჰიდროგელები არის ჰიდროფილური პოლიმერული ჯაჭვების ქსელები, რომელსაც ეწოდება კოლოიდური გელი, რომელშიც წყალი არის დისპერსიული საშუალება. სამგანზომილებიანი პროგრამული უზრუნველყოფა განპირობებულია ჰიდროფილური პოლიმერული ჯაჭვებით, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ჯვარედინი კავშირით. ჯვარედინი კავშირის გამო, ჰიდროგელური ქსელის სტრუქტურული მთლიანობა არ დაიშლება წყლის მაღალი კონცენტრაციით (დოი: 10.1021/acs.jchemed.6b00389). ჰიდროგელები ასევე ძალიან შთამნთქმელია (მათ შეუძლიათ შეიცავდეს 90% -ზე მეტ წყალს) ბუნებრივი ან სინთეზური პოლიმერული ქსელები. ტერმინი "ჰიდროგელი" პირველად გამოჩნდა ლიტერატურაში 1894 წელს (doi: 10.1007/BF01830147). თავდაპირველად, ჰიდროგელებზე ჩატარებული კვლევა ფოკუსირებული იყო ამ შედარებით მარტივ ქიმიურად ურთიერთდაკავშირებულ პოლიმერულ ქსელზე მისი ძირითადი მახასიათებლების შესასწავლად, როგორიცაა შეშუპება/შეშუპება კინეტიკა და წონასწორობა, ხსნადი დიფუზია, მოცულობის ფაზის გადასვლა და მოცურების ხახუნის განვითარება და ამგვარი პროგრამების კვლევა. როგორიცაა ოფთალმოლოგია და წამლების მიწოდება. ჰიდროგელური კვლევის უწყვეტი განვითარებით, მისი აქცენტი მარტივი ქსელებიდან გადავიდა "საპასუხო" ქსელებზე. ამ ეტაპზე, შემუშავებულია სხვადასხვა ჰიდროგელი, რომლებსაც შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ გარემო პირობების ცვლილებებზე, როგორიცაა pH, ტემპერატურა და ელექტრული და მაგნიტური ველები. შემოთავაზებულია ჰიდროგელური გამაქტიურებელი, რომელიც პასუხობს ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს. თუმცა, იმ დროს ჰიდროგელები ჩვეულებრივ ძალიან რბილი ან ძალიან მყიფე იყო მექანიკურად, რამაც მნიშვნელოვნად შეზღუდა მათი პოტენციური გამოყენება. ახალი ათასწლეულის მოსვლასთან ერთად, ჰიდროგელებმაც შემოიტანეს ახალი ეპოქა, გარდამავალი გაუმჯობესებით მათ მექანიკურ თვისებებში. ამ წარმატებამ გამოიწვია ჰიდროგელების მრავალი ინტერდისციპლინარული კვლევა. დღესდღეობით, სხვადასხვა ქიმიური მეთოდი ენერგიის მომგვრელი სტრუქტურებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიდროგელებისთვის, რომლებიც უფრო ძლიერია ვიდრე კუნთები და ხრტილები. გარდა ამისა, ის ასევე აღწევს სხვა ფუნქციებს, როგორიცაა თვითმკურნალობა, მრავალი სტიმულის რეაქცია, ადჰეზია, სუპერ დატენიანება და სხვა. ძლიერი ჰიდროგელის ინოვაციურმა განვითარებამ მნიშვნელოვნად გააფართოვა ამ მასალის პოტენციური გამოყენება სხვადასხვა სფეროში, მათ შორის რბილი რობოტები, ხელოვნური ორგანოები, რეგენერაციული მედიცინა და სხვა (დოი: /10.1021/acs.macromol.0c00238).
【მთავარი მიზანი
1. ხარაჩო ქსოვილების ინჟინერიაში (დოი: 10.1002/advs.201801664).
2. როდესაც გამოიყენება როგორც ხარაჩო, ჰიდროგელი შეიძლება შეიცავდეს ადამიანის უჯრედებს ქსოვილების შესაკეთებლად. ისინი ბაძავენ უჯრედების 3D მიკრო გარემოს (დოი: 10.1039/C4RA12215).
3. გამოიყენეთ ჰიდროგელით დაფარული ჭაბურღილები უჯრედის კულტურისთვის (დოი: 10.1126/მეცნიერება. 1116995).
4. ეკოლოგიურად მგრძნობიარე ჰიდროგელი (ასევე უწოდებენ "ჭკვიან გელს" ან "ჭკვიან გელს"). ამ ჰიდროგელებს აქვთ უნარი შეიგრძნონ pH- ის, ტემპერატურის ან მეტაბოლიტის კონცენტრაციის ცვლილებები და გაათავისუფლონ ეს ცვლილებები (doi: 10.1016/j.jconrel.2015.09.011).
5. საინექციო ჰიდროგელი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც წამალი დაავადებების სამკურნალოდ ან უჯრედის მატარებელი რეგენერაციის მიზნით ან ქსოვილების ინჟინერიისთვის (დოი: 10.1021/acs.biomac.9b00769).
6. წამლის მდგრადი გათავისუფლების სისტემა. იონური სიძლიერე, pH და ტემპერატურა შეიძლება გამოყენებულ იქნას წამლების გამოყოფის გასაკონტროლებლად (დოი: 10.1016/j.cocis.2010.05.016).
7. უზრუნველყოს ნეკროზული და ფიბროზული ქსოვილების შეწოვა, დეგრადაცია და დეგრადირება
8. ჰიდროგელები, რომლებიც რეაგირებენ კონკრეტულ მოლეკულებზე (მაგალითად, გლუკოზა ან ანტიგენები) შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ბიოსენსორები ან DDS (დოი: 10.1021/cr500116a).
9. ერთჯერადი საფენებს შეუძლიათ შარდის შთანთქმა ან სანიტარული ხელსახოცების ჩასმა (დოი: 10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024).
10. კონტაქტური ლინზები (სილიკონის ჰიდროგელი, პოლიაქრილამიდი, სილიციუმის შემცველი ჰიდროგელი).
11. EEG და ეკგ სამედიცინო ელექტროდები ჰიდროგელებით, რომლებიც შედგება ჯვარედინი პოლიმერებისგან (პოლიეთილენის ოქსიდი, polyAMPS და პოლივინილპიროლიდონი).
12. ჰიდროგელური ასაფეთქებელი ნივთიერებები.
13. სწორი ნაწლავის შეყვანა და დიაგნოზი.
14. კვანტური წერტილების შეფუთვა.
15. მკერდის იმპლანტები (მკერდის გადიდება).
16. წებო.
17. ნაწილაკები, რომლებიც გამოიყენება მშრალ ადგილებში ნიადაგის ტენიანობის შესანარჩუნებლად.
18. გასახდელი დამწვრობის ან სხვა ძნელად განკურნებადი ჭრილობების სამკურნალოდ. ჭრილობის გელი ძალიან ეხმარება ტენიანი გარემოს შექმნას ან შენარჩუნებას.
19. ნარკოტიკების შენახვა გარე გამოყენებისთვის; განსაკუთრებით იონოფორეზით მოწოდებული იონური პრეპარატები.
20. მასალა, რომელიც ახდენს ცხოველთა ლორწოვანის ქსოვილების სიმულაციას, გამოიყენება წამლების მიწოდების სისტემების ლორწოვანის ადჰეზიური თვისებების შესამოწმებლად (დოი: 10.1039/C5CC02428E).
21. თბოენერგიის გამომუშავება. იონებთან შერწყმისას მას შეუძლია სითბოს გაფანტვა ელექტრონული მოწყობილობებიდან და ბატარეებიდან და გარდაქმნას სითბოს გაცვლა ელექტრო მუხტად.
【ჩვენი ამჟამინდელი პროგრესი
ამჟამად, ჩვენი ჰიდროგელური პროგრამები ძირითადად გამოიყენება კოსმეტოლოგიასა და მედიცინაში და ინარჩუნებენ წამყვან პოზიციას ჰიდროგელის ინდუსტრიაში სახლში და მის ფარგლებს გარეთ ტექნოლოგიური თვალსაზრისით, ხოლო QA \ QC რჩება სტაბილური.
გამოქვეყნების დრო: 11-2021 აგვისტო