محمد سبزی

اغلب هیدروژل های مصنوعی شبکه-دوگانه با اتصالات عرضی کووالانسی، با وجود دارا بودن خواص مکانیکی فوق العاده (به علت شکسته شدن برگشت ناپذیر پیوند آنها در شبکه هایی با اتصالات شیمیایی) عملکرد خود ترمیم شوندگی ضعیفی از خود نشان می دهند. در حالی که خیلی از مواد زیستی به واسطه داشتن پیوندهای پویای برگشت پذیر و مستحکم در ساختارشان، چقرمگی و قابلیت خود ترمیم شوندگی قابل توجهی نشان می دهند. در اینجا با الهام گرفتن از مواد زیستی، استراتژی جدیدی جهت توسعه ی ژل های قوی، چقرمه و سریع خود ترمیم شونده ی با جایگزینی هر دو شبکه- دوگانه کوالانسی توسط اتصالات دینامیک و قوی پیوند هیدروژنی، ارائه شده است. ژل های نانوکامپوزیتی با شبکه ی دوگانه ی کاملاً فیزیکی، از ژل محکم آگار (به عنوان شبکه ی اول) و همچنین ژل چقرمه و چکش خوار پلی وینیل الکل (به عنوان شبکه ی دوم) تشکیل شده اند. که همراه با گرافن مکانیزم سه گانه ی اتلاف انرژی تشکیل می دهند و مدول الاستیک عالی (بیش از KPa 2200)، چقرمگی فوق العاده (بیش از KJ.m -3 2111)، خود ترمیم شوندگی سریع و همراه با بازیابی 67 درصد استحکام (نسبت به هیدروژل اصلی بریده نشده) تنها بعد از مدت زمان 10 دقیقه، بدون اعمال محرک و عامل ترمیم کننده خارجی و در دمای اتاق، از خود نشان می دهند. توسعه ی نانوکامپوزیت های هیدروژلیِ شبکه -دوگانه ی تماماً فیزیکی با خواص فوق العاده، راه جدیدی را در زمینه ی تحقیقات هیدروژلی می گشاید و همچنین پتانسیل بالایی برای کاربردهایی در شاخه های زیست پزشکی همچون داربست ، غضروف، تاندون و ماهیچه ها ایجاد می کند. انرژی شکست بازیابی شده در حدود kPa 542، بالاترین مقدارِ استحکامی بازیابی است که تا حال حاضر در زمینه ی هیدروژل های خود ترمیم شونده ی، در این اختراع گزارش می شود. همچنین هیدروژل ارائه شده در این ثبت اختراع، جزء معدود هیدروژل هایی است که به طور همزمان استحکام، چقرمگی و قابلیت ترمیم شوندگی خود بخودی در دمای اتاق و بدون نیاز به هیچ محرک خارجی را داراست.