Credito:Organizzazione australiana per la scienza e la tecnologia nucleare (ANSTO)
Lo scattering di neutroni a piccolo angolo (SANS) presso l'Australian Centre for Neutron Scattering ha confermato che la forza di un tipo di idrogel supramolecolare può essere aumentata mediante riscaldamento.
idrogelatori, che hanno una struttura a rete fibrosa impilata, può essere potenzialmente utilizzato in bioingegneria, tecnologie farmaceutiche, bonifica ambientale, processi catalitici e prodotti per la cura della persona.
In una ricerca collaborativa pubblicata in Materia morbida all'inizio di quest'anno, un gruppo di ricercatori australiani guidati dalla Curtin University e dalla University of Western Australia, ha inoltre confermato che la selezione dell'elettrolita gioca un ruolo chiave nel determinare la forza di un idrogel formato dal calixerene (legato con l'aminoacido prolina).
Dopo il riscaldamento a 30° C, gli idrogel di calixerene formati con l'elettrolita cloruro di magnesio aumentarono di forza e mantennero una maggiore rigidità dopo il raffreddamento.
Il composto ha mostrato un'isteresi significativa (un ricordo della struttura iniziale).
Gli investigatori hanno sottolineato che questo insolito, comportamento riproducibile non ha comportato una perdita di acqua durante il riscaldamento.
Poiché la rigidità del gel è diminuita con la ricottura ripetuta, suggeriva che stava avvenendo un processo di riarrangiamento dinamico.
L'imaging di microscopia a forza atomica presso l'Università dell'Australia occidentale ha rivelato che nuovi più grandi, fibre più dritte formate a 25 – 30° C, possibilmente sostenendo la formazione di un gel più robusto mentre le fibre più piccole sembravano dissolversi.
Profili di dispersione ottenuti da misurazioni SANS per gel di LiCl• 1 (a) e MgCl 2 •1 (b) al passaggio della temperatura da 10–30–10° C. Credito:Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO)
Co-autore Gli autori dello scienziato Chris Garvey hanno confermato il modello di ciò che stava accadendo alla struttura del gel dopo la ricottura nell'intervallo di temperatura 10-30° C utilizzando SANS su QUOKKA.
"SANS è la tecnica di scelta per i gelatieri perché può determinare come le molecole si comportano in un insieme mentre un parametro sta cambiando, " disse Garvey.
I dati di dispersione hanno indicato un cambiamento da strutture simili a bastoncini uniformi a un sistema più complesso.
"In questo studio, i dati SANS erano coerenti con il modello strutturale e i calcoli della curva di dispersione, " disse Garvey.
Gli autori riferiscono che nel MgCl 2 idrogel questo rappresenta un cambiamento dalla configurazione iniziale di lungo, fibre flessibili a corte, fibre diritte al riscaldamento, che diventano lunghi, fibre diritte quando il sistema è raffreddato.
L'idrogel formato con l'elettrolita cloruro di litio ha risposto in modo diverso alla ricottura.
"Uno dei miei coautori è interessato all'impalcatura dei tessuti come parte della ricerca sulla demenza, ma ci sono molte potenziali applicazioni per i gelatieri a basso peso molecolare, " disse Garvey.
"Lo studio è stato intrapreso perché ci sono ancora aspetti del loro comportamento che necessitano di indagine, come il modo in cui la struttura del gel si evolve nel tempo e come garantire la stabilità delle strutture portanti."
