هيدروجيل ( Hydrogel ) هو نوع من ماء هلام شبكة ثلاثية الأبعاد ، والتي يمكن أن تبقي على كمية كبيرة من المياه دون حل في تورم الدولة .

تصنيف هيدروجيل

بسبب وجود الشبكات ، الهلاميات المائية يمكن أن تورم والحفاظ على كمية كبيرة من المياه . أعلى درجة يشابك ، وانخفاض امتصاص الماء . هذه الخاصية تشبه الأنسجة الرخوة . محتوى الماء في الهلاميات المائية يمكن أن تكون منخفضة مثل عدة في المئة أو ما يصل الى 99 في المئة . جل لا الصلبة أو السائلة . سلوك المواد الصلبة هو الحفاظ على شكل وحجم معين تحت ظروف معينة ، سلوك السائل هو أن المذاب يمكن أن تنتشر أو تتخلل من الهلاميات المائية .

جميع البوليمرات للذوبان في الماء أو ماء ، من خلال بعض المواد الكيميائية أو الفيزيائية عبر ربط ، يمكن أن تشكل الهلاميات المائية . هذه البوليمرات يمكن تصنيفها إلى فئتين رئيسيتين : الطبيعية والاصطناعية . ماء البوليمرات الطبيعية تشمل السكريات ( النشا ، السليلوز ، حمض الألجنيك ، حمض الهيالورونيك ، الشيتوزان ، الخ ) و البروتينية ( الكولاجين ، بولي ( l-lysine ، بولي ( l-glutamine ، الخ . ) ماء البوليمرات الاصطناعية تشمل الكحول ، حمض الاكريليك ومشتقاته ( حمض polyacrylic ، بولي ميثاكريليك ، بولي أكريلاميد ، بولي n-polyacrylamide ) .

جل الفيزيائية والكيميائية

الهلاميات المائية يمكن تصنيفها إلى نوعين : الفيزيائية والكيميائية الهلاميات المائية الهلاميات المائية . الهلام المادي يتكون من القوى المادية مثل الكهرباء الساكنة ، الروابط الهيدروجينية ، لف السلاسل ، وما إلى ذلك هذا النوع من الهلام غير دائم ، يمكن تحويلها إلى حل عن طريق تسخين هلام ، لذلك يسمى أيضا pseudogels أو thermoreversible الهلام . العديد من البوليمرات الطبيعية مستقرة في درجة حرارة الغرفة ، مثل الكيراتين ، أجار ، الخ . البولي فينيل الكحول ( PVA ) هو مثال نموذجي من البوليمرات الاصطناعية . مستقرة هيدروجيل تحت 60 ℃ يمكن الحصول عليها عن طريق تجميد ذوبان العلاج . هلام الكيميائية هي شبكة ثلاثية الأبعاد البوليمر التي شكلتها الرابطة الكيميائية يشابك .

macrogel و microgel

وفقا لاختلاف حجم وشكل الهلاميات المائية ، هناك macrogel و microgel ( Microsphere ) . macrogel يمكن تقسيمها إلى العمود ، المسامية الإسفنج ، ليفية ، غشاء ، كروية ، وهلم جرا .

التقليدية والبيئية الحساسة هيدروجيل

استنادا إلى ردود الفعل من الهلاميات المائية على المحفزات الخارجية ، يمكن تقسيمها إلى نوعين : التقليدية الهلاميات المائية والبيئة الحساسة الهلاميات المائية . الهلاميات المائية التقليدية ليست حساسة للتغيرات البيئية ، مثل درجة الحرارة أو درجة الحموضة ، في حين أن البيئة الحساسة الهلاميات المائية هي نوع من البوليمر الهلاميات المائية التي يمكن أن ندرك التغيرات الصغيرة أو التحفيز في البيئة الخارجية ( مثل درجة الحرارة ، درجة الحموضة ، الضوء ، الكهرباء ، الضغط ، وما إلى ذلك ) . هذا النوع من الهلام هو سمة بارزة في عملية الاستجابة البيئية تورم السلوك قد تغيرت بشكل ملحوظ ، باستخدام هذا النوع من التحفيز استجابة مميزة يمكن استخدامها في أجهزة الاستشعار ، ومفاتيح التحكم الإصدار ، وهلم جرا ، والتي هي واحدة من أكثر المواضيع إثارة للاهتمام من الباحثين منذ عام 1985 .

الاصطناعية البوليمر البوليمر الطبيعية الهلاميات المائية

وفقا لاختلاف المواد الاصطناعية ، الهلاميات المائية يمكن تقسيمها إلى نوعين : الاصطناعية والطبيعية الهلاميات المائية . البوليمرات الطبيعية قد جذبت المزيد والمزيد من الاهتمام بسبب أفضل توافق مع الحياة ، والحساسية البيئية ، وفرة الموارد وانخفاض الأسعار . ومع ذلك ، فإن المواد البوليمرية الطبيعية ليست مستقرة وسهلة التحلل .

تطبيق هيدروجيل

هيدروجيل يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات ، مثل مقاومة الجفاف في المناطق القاحلة ، قناع الوجه ، خافض للحرارة لصق ، لصق مسكن ، فيلم الزراعية ، الندى منع وكيل ، وكيل تكييف الرطوبة ، ومنع المياه وكيل في صناعة البتروكيماويات ، نزح المياه من النفط الخام أو النفط المنتج النهائي ، الغبار قمع وكيل في صناعة التعدين ، antistaling وكيل ، وكيل سماكة في الغذاء والدواء الناقل في العلاج الطبي ، وهلم جرا . وتجدر الإشارة إلى أن تطبيق مختلف المجالات ينبغي أن تستخدم مواد البوليمر المختلفة لتلبية الاحتياجات المختلفة .

هيدروجيل يمكن تطبيقها على نطاق واسع في العديد من المجالات ، مثل الهندسة البيئية ، مرنة الاستشعار ، الكيمياء الكهربائية ، وما إلى ذلك ، وخاصة في مجال الطب الحيوي ، بما في ذلك هندسة الأنسجة ، نظام تسليم المخدرات ، تضميد الجروح ، وأجهزة الاستشعار ، العدسات اللاصقة ، الخلايا الاصطناعية ، وهلم جرا .

على سبيل المثال ، هيكل ثلاثي الأبعاد من الهلاميات المائية هي مماثلة لتلك التي من العديد من الأنسجة المصفوفة خارج الخلية ، ولكن في هندسة الأنسجة ، خلايا معينة تحتاج إلى أن تكون مثقف على السقالات المناسبة المقابلة الأجهزة ، الهلاميات المائية هي مثالية سقالة المواد .

في نظام تسليم المخدرات ، يمكن أن تستخدم في الطب المطرد الافراج عن نقطة ثابتة الإصدار ، هيدروجيل يمكن السيطرة عليها بنية مسامية يمكن بسهولة تحمل العديد من الأدوية ، والهجرة إلى موقع معين . وفي الوقت نفسه ، ذكي الهلاميات المائية يمكن أن تنتج مختلف تورم الردود بعد تحفيز البيئة مثل درجة الحموضة ، انزيم ، وما إلى ذلك ، وبالتالي الافراج عن المخدرات في معدلات مختلفة .

هيدروجيل هو نوع جديد من المواد الفنية ، التي لديها خصائص عالية امتصاص الماء ، والحفاظ على المياه ، توافق مع الحياة جيدة ، والمرونة ، وما إلى ذلك من خلال اختيار مواد مختلفة ، وتعديل ، مركب ، وغيرها من الوسائل ، هيدروجيل يعطي خصائص معينة مثل الشفاء الذاتي ، والاستجابة البيئية ، وهلم جرا . ولذلك ، هناك العديد من الدراسات على الهلاميات المائية . وفي الوقت نفسه ، الهلاميات المائية ومشتقاته تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات ، قيمة البحث لا يقتصر على هذا ، وهذا هو السبب في الحريق .

فريزر مختبر التجفيف بالتجميد

عينة تجريبية : هيدروجيل

الهدف من التجربة : تجميد تجفيف جميع المياه ، مثل الإسفنج

معدات المختبرات : سلسلة ميركوري

العملية التجريبية

1 - هيدروجيل - 80 ℃ قبل التجميد لمدة 4 ساعات أو النيتروجين السائل التجميد السريع .

2 - فتح مجفف بالتجميد قبل التبريد ، قبل تجميد الهلاميات المائية وضعت على اللوح ، فتح فراغ .

3 - عملية التجفيف بالتجميد - 40 ℃ - 25 ℃ ، 2pa فراغ ، 30 ساعة .

4 - بعد الانتهاء من البرنامج ، والإفراج عن الضغط ، وأخذ العينات والمجففة بالتجميد وتخزينها أو إجراء التجارب اللاحقة .

قبل التجميد :

مجفف بالتجميد

بعد التجفيف بالتجميد :

هيدروجيل SEM

بعد تجميد المجفف ، فإنه يأخذ شكل الإسفنج .