更严格的水凝胶与橡胶

异常艰难的和有弹性的新水凝胶一直由美国和韩国的科学家吗。¹凝胶,这可能最终发现在隐形眼镜和组织工程应用,10倍比软骨和可以延伸到20倍原来的长度没有遭受永久性的伤害。

大多数水凝胶是脆弱且不容易紧张。出于这个原因,水凝胶没有传统上被认为是结构材料。但事实上他们可以封装有机聚合物使他们更合适,例如,金属与细胞和组织。近几十年来,研究人员已经开始试图提高水凝胶的性质,希望创建更强、更严格,生物相容性材料。

达成了一项具有里程碑意义的2003年,当日本小组报告²使水凝胶与骨折能源——衡量抗压裂或“韧性”——超过1000 jm²,类似于自然的软骨。锁志刚哈佛大学(Harvard University)和他的团队已经公布了凝胶的断裂能量约9000 jm²,这意味着它几乎像橡胶一样很难打破。“我们把材料放在一起的那一刻起,其行为只是壮观的——即使没有详细测量,只是玩它在你的手中,“锁说。的材料属性是数量级比其他报道值”。

像日本团队的水凝胶,锁的版本包含了两种不同的聚合物网络,但它也使用了两种不同类型的交联。第一聚合物,藻酸盐,是由钙离子之间的离子键交联。它又可“解压缩”来缓解压力和改革之后——即使这种凝胶失去它的一些通过拉伸刚度,研究人员可以用热的re-zip海藻酸网络。聚丙烯酰胺,第二聚合物共价交联,剩下的完整的压力下桥的裂缝。然而,还不清楚这两个复杂网络是如何交互的。

说,这是一个非常优雅的想法维塔利Khutoryanskiy,英国雷丁大学的材料科学家。他们使用非常简单的化学但都取得了惊人的结果。团队的方法,可以作为指导原则进行其他更持久的水凝胶,他补充道。

水凝胶已用于隐形眼镜、药物输送和组织支架,所以锁是肯定更严格的水凝胶会有众多的应用程序。人们谈论的最大应用程序是软骨替代,”他说。”目前,根本就没有真正发生软骨替代——你必须用金属代替膝盖。'但是他不认为他的材料可以提供一个软骨置换、生物相容性等特点,仍然需要被考虑。