Gli idrogel formano minuscoli, pori pieni d'acqua con diametri così piccoli che gli studi a livello molecolare possono essere difficili. Inoltre, il movimento delle molecole d'acqua e degli ioni disciolti è così veloce che sono difficili da seguire. Perciò, poco si sa circa la dinamica del movimento molecolare all'interno delle strutture di idrogel. I ricercatori hanno sintetizzato i canali del gel e risolto il movimento in quei canali. Hanno scoperto che la dinamica molecolare era molto più lenta nei pori dell'idrogel rispetto a quanto si osserva comunemente nelle soluzioni sfuse. All'interno dei pori, il movimento molecolare dell'acqua era uniforme indipendentemente dalla posizione all'interno del poro. Però, il movimento degli ioni disciolti era molto più lento vicino alle fibre polimeriche che formano le strutture dei pori.

Gli idrogel hanno molti potenziali usi pratici. Questi usi spaziano dalle applicazioni biomediche come l'ingegneria dei tessuti, medicazioni per ferite, e lenti a contatto, ai materiali per membrane di separazione in superadsorbenti e dispositivi di accumulo di energia. Sfortunatamente, si sa poco dei gel. Questa ricerca offre approfondimenti sul movimento dell'acqua e degli ioni disciolti che un giorno potrebbero portare a migliori progetti di idrogel.

Con potenziali usi che vanno dalle medicazioni per ferite ai dispositivi di accumulo di energia, gli idrogel sono un materiale promettente. Gli idrogel sono costituiti da acqua e ioni intrappolati all'interno di una rete 3D di pori. In termini di dimensioni complessive, gli idrogel sono particolarmente compatti perché gran parte della loro struttura è costituita dalle molecole d'acqua che si trovano al loro interno. Questi gel sono semplici da produrre, e nella natura, strutture di idrogel biologico possono formarsi all'interno e all'esterno delle cellule. Però, gli scienziati non hanno una visione dettagliata del movimento dell'acqua e degli ioni disciolti all'interno dei pori dell'idrogel a livello molecolare.

Ora, un team di ricercatori ha assunto questi gel. Hanno scoperto che l'acqua e i soluti (in particolare, il selenocianato (SeCN‒)) si comportano diversamente all'interno dei pori gelatinosi rispetto a quanto farebbero nell'acqua sfusa. Questo è, i pori modificano le dinamiche e le interazioni di acqua e soluto. Per esempio, hanno scoperto che la rete formata da un gruppo di molecole d'acqua si riorganizza a un ritmo più lento quando si trova all'interno dei pori.

Hanno anche scoperto che la dinamica della rete idrica è la stessa in qualsiasi punto all'interno del poro. Per gli ioni disciolti, questo non è il caso perché la dinamica corrispondente rallenta più vicino alle pareti dei pori. Queste dinamiche sono difficili da studiare negli idrogel perché i pori sono così piccoli ei movimenti sono così veloci. Questa ricerca offre approfondimenti su come l'acqua e gli ioni si muovono nei pori del gel. Un giorno, questa informazione potrebbe portare a migliori progetti di idrogel.