Ett team av forskare vid Southern University of Science and Technology i Kina har hittat ett sätt att använda skjuvkrafter för att skapa en självmonterad supramolekylär hydrogel från en sol. I deras papper publicerad i tidskriften Naturkemi , forskarna beskriver hur de skapade sin hydrogel och några av dess egenskaper.

Forskarna noterade att supramolekylära hydrogeler i allmänhet förstörs av skjuvkrafter som resulterar i omvandling till en sol (en kolloid med fasta partiklar). De arbetade med bioinspirerade versioner av molekylär självmontering som vanligtvis ses i naturen, som sker vid självläkning hos djur. De noterade att i den naturliga världen, sådan montering ses vanligtvis i material med en komplex arkitektur och har mycket fokuserade funktioner. De tillverkade i labbet, i motsats till de i naturen, har vanligtvis varit mer stabila.

Som en del av deras experiment, forskarna lade till kopparjoner till en lösning av pseudopolyrotaxaner (som skapades genom att trä molekylära rör på polyetylenglykolkedjor). De upptäckte att när de kraftigt skakade cylindern som höll deras lösning, materialet inuti omvandlas till en gel. Forskarna förklarar att skakningen utövade skjuvkrafter på ingredienserna som tvingade intrakedjor att bli interkedjor med liten eller ingen tvärbindning med andra pseudopolyrotaxaner.

Forskarna rapporterar att gelén hade lovande egenskaper och jämfört med andra geler, och den är töjbar till 30 gånger sin icke-sträckta längd. De fann också att den återgick till en sol när den lämnades på ett bord över natten i rumstemperatur. Men genom att skaka den återgick den till en gel. De rapporterar att cykeln kunde upprepas upp till fem gånger innan den började försämras. De noterar också att cykeln representerar en form av självläkning.

Forskarna föreslår att den form av dissipativ självmontering som demonstreras av deras experiment mycket sannolikt skulle vara till nytta för materialforskare på grund av gelens förmåga att efterlikna naturlig självläkning - de föreslår att den också kan visa sig vara ganska adaptiv. De noterar också att den resulterande gelén var starkare än andra strukturer skapade med syntetiskt dissipativ självmontering, och uppvisar bättre mekaniska egenskaper.

© 2019 Science X Network