Upphovsman:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
Liten vinkelneutronspridning (SANS) vid Australian Center for Neutron Scattering har bekräftat att styrkan hos en typ av supramolekylär hydrogel kan ökas genom uppvärmning.
Hydrogelatorer, som har en staplad fibrös nätverksstruktur, kan eventuellt användas inom bioingenjör, farmaceutisk teknik, miljösanering, katalytiska processer och produkter för personlig vård.
I samarbetsforskning publicerad i Mjuk materia tidigare i år, en grupp australiensiska utredare som leds av Curtin University och University of Western Australia, bekräftade också att valet av elektrolyt spelar en nyckelroll för att bestämma styrkan hos en hydrogel bildad av kalixeren (bunden med aminosyran prolin).
Vid uppvärmning till 30 ° C, kalixerenhydrogeler bildade med elektrolyten magnesiumklorid ökade i styrka och bibehöll ökad styvhet vid kylning.
Föreningen uppvisade signifikant hysteres (ett minne av den ursprungliga strukturen).
Utredarna påpekade att detta ovanliga, reproducerbart beteende resulterade inte i förlust av vatten vid uppvärmning.
Eftersom gelstyvheten blev mindre vid upprepad glödgning, det föreslog att en dynamisk omorganisationsprocess skulle ske.
Atomic force microscopy imaging vid University of Western Australia avslöjade att nya större, rakare fibrer bildade vid 25 - 30 ° C, möjligen stödja bildandet av en mer robust gel medan mindre fibrer tycktes lösa sig.
Spridningsprofiler erhållna från SANS -mätningar för geler av LiCl • 1 (a) och MgCl 2 • 1 (b) vid cykling av temperaturen från 10–30–10 ° C. Kredit:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
Medförfattare Instrumentforskaren Chris Garvey författare bekräftade modellen för vad som hände med gelstrukturen efter glödgning över temperaturintervallet 10-30 ° C med SANS på QUOKKA.
"SANS är den valda tekniken för gelatorer eftersom den kan avgöra hur molekyler beter sig i en ensemble medan en parameter förändras, sa Garvey.
Spridningsdata indikerade en förändring från enhetliga stavliknande strukturer till ett mer komplext system.
"I den här studien, SANS -data överensstämde med beräkningarna av strukturmodellen och spridningskurvan, sa Garvey.
Författarna rapporterar att i MgCl 2 hydrogel detta representerar en förändring från den ursprungliga konfigurationen av lång, flexibla fibrer för korta, raka fibrer vid uppvärmning, som blir långa, raka fibrer när systemet kyls.
Hydrogelen bildad med elektrolytlitiumklorid reagerade annorlunda på glödgning.
"En av mina medförfattare är intresserad av vävnadsställningar som en del av demensforskning, men det finns väldigt många potentiella tillämpningar för lågmolekylära gelatorer, sa Garvey.
"Studien genomfördes eftersom det fortfarande finns aspekter av deras beteende som behöver utredas, till exempel hur gelstrukturen utvecklas över tiden och hur man säkerställer stabiliteten hos bärande strukturer. "
