Китайские ученые разработали инновационный химический метод получения гидрогелей, которые могут состоять из различных слоев и по ряду свойств напоминают ткани организма. Работа, проделанная исследователями из Института химической физики Китайской академии наук в Ланьчжоу, опубликована в журнале Matter.
Многие природные материалы и ткани организмов, будь это перламутр, мышцы или артерии, обладают слоистой микроструктурой. Такая структура обеспечивает уникальные свойства материалов, а также их многофункциональность. Именно поэтому ученым, которые работают в сферах биомедицины, робототехники и разработки мягких устройств, очень важно научиться получать похожие на ткани организмов материалы. Так, например, гидрогели должны быть анизотропными, влажными и скользкими. При этом нужно сделать так, чтобы можно было контролировать формирование микроструктуры материала, его геометрию, толщину, состав и механические свойства.
Китайские химики предложили следующий метод — УФ-зависимая поверхностная каталитическая радикальная полимеризация. Это химический метод, который не похож на физические способы, когда один слой просто накладывают на другой. В данном методе катализаторы на основе двухвалентного железа (Fe2+) помещались на поверхность гидрогелевого субстрата. На границе твердого тела и жидкости при комнатной температуре и под действием ультрафиолета происходила радикальная полимеризация мономера. Этот процесс позволяет контролировать рост одно- и многослойного гидрогеля.
Химики утверждают, что с помощью данного процесса можно получать многослойные гидрогели с разными компонентами и с разными свойствами слоев. Так, можно получать сложные гидрогелевые паттерны, объемные гидрогелевые объекты заданной формы и даже многослойные гидрогелевые трубочки, похожие на сосуды. Кроме того, метод позволяет регулировать влажность и скользкость материалов.
«Наша работа представляет совершенно новый способ разработки биовдохновленных слоистых гидрогелевых структур, которые обладают влажностью и скользкостью и могут быть использованы во многих сферах, например для в разработке моделей тканей, мягких роботов и умных устройств», — подвел итог Чжоу Фэн, руководитель исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
