Новости химической науки > Чувствительный гель сохраняет прочную структуру

Исследователи из Великобритании синтезировали первый гибридный гель, который одновременно отличается и высокой чувствительностью и высокой прочностью.

Встретиться с гелями мы можем где угодно – гели это и некоторые продукты питания, и косметические средства, и некоторые лекарственные препараты. Ряд гелей отличается высокой чувствительностью – малейшее воздействие может привести к их разрушению, другие, напротив – отличаются высокой прочностью и могут выдерживать огромные нагрузки. Часто воздействие на чувствительный гель может привести к тому, что гель переходит в другое состояние у уже не может использоваться в некоторых практических приложениях. Как отмечает создатель нового материала Дэвид Смит (David Smith) из Университета Йорка, в ряде случаев такое разрушение структуры геля может оказаться полезным, но, однако, мы ожидаем такой трансформации далеко не всегда.

Рисунок из Soft Matter, 2013, 9, 8730 (DOI: 10.1039/c3sm51967h)

Гель, разработанный в группе Смита, успешно сочетает характеристики агарозы и модифицированного дибензилиден-D-сорбитола [dibenzylidene-D-sorbitol (DBS–CO₂H)]. Синтез нового геля начинается с охлаждения горячего раствора агарозы – часть геля, содержащая агарозу, формируется при охлаждении. Затем к образующейся системе при высоком значении рН добавляют раствор DBS–CO₂H. Сам гель на основе DBS–CO₂H не образуется в щелочной среде, но гелеобразование начинается при понижении значения рН. В результате всех операций образуется прочный гель – агароза поддерживает целостность материала, а вот сеть супрамолекулярных взаимодействий, способных к разрушению при изменении значения рН обеспечивается в новом материале именно за счет DBS–CO₂H.

Анна МакНейл (Anne McNeil) из Университета Мичигана, занимающаяся разработкой материалов, способных менять свои свойства в качестве отклика на внешнее воздействие, отмечает, что хотя идея гибридных полимерных/молекулярных гелей не является новой, результаты новой работы отличаются в выгодную сторону тем, что в данном случае молекулярный и полимерный гель формируются независимо и в результате различных движущих сил (температура против pH). В результате исследователи получили возможность управлять формированием и разрушением молекулярного геля, не затрагивая полимер. Она заявляет, что ей интересно, для решения каких практических задач можно будет применить новый материал.

Молекулярный гель может образовывать сетчатую структуру и разрушаться, при этом полимерная часть материала сохраняет целостность. (Рисунок из Soft Matter, 2013, 9, 8730; DOI: 10.1039/c3sm51967h)

Эрик Фёрст (Eric Furst), специалист по коллоидным материалам из Университета Делавэра говорит, что новая система может оказаться особенно полезной в модулировании структуры и реологии гелей, что может потребоваться для направленной доставки лекарственных препаратов и выращивания биологических тканей.

Источник: Soft Matter, 2013, 9, 8730 (DOI: 10.1039/c3sm51967h)

метки статьи: #новые материалы, #химия полимеров