28492

تهيه هيدروژل رساناي الهام گرفته از صدف و بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي آنها

كارشناسي ارشد

نانوشيمي

1400

1402/3/17

سركار خانم دكتر شهرزاد جوانشير

شيمي

مواد نرم و فعال الكتريكي در حال حاضر براي دستگاه‌هاي هوشمند، ازجمله پوست الكترونيك، روباتيك نرم و حسگرهاي فشار استفاده مي‌شوند. بااين‌حال، ساخت موادي كه الزامات پيچيده چنين برنامه‌هاي پيشرفته‌اي را برآورده مي‌كنند يك چالش است. اين چالش¬ها شامل خواص الكترونيكي، چسبندگي، خودترميم شوندگي، انعطاف‌پذيري، قالب‌گيري و خواص مكانيكي قوي هستند. امروزه هيدروژل‌هاي انعطاف‌پذير با رسانايي الكتريكي به مواد اميدواركننده‌اي براي حسگرهاي فشار پوشيدني تبديل‌شده‌اند. هيدروژل¬ها به دليل زيست سازگاري عالي، چند كاركردي و خواص فيزيكي و شيميايي مشابه بافت¬هاي بدن، به‌عنوان حسگرهاي زيستي بسيار موردتوجه هستند. همچنين شفافيت و چسبندگي بدون استفاده از نوارچسب امري حياتي براي سنسور¬هاي پوشيدني است. علاقه اخير در تبديل مواد تك عملكردي به مواد چندمنظوره و شيمي الهام گرفته از صدف، مي¬تواند پاسخي مناسب به حل اين چالش باشد. در اين پژوهش هدف ما تهيه هيدروژل شفاف و چسبنده به سطوح مختلف الهام گرفته از صدف به دليل وجود دوپامين و آكريل آميد به كمك روش فراصوت در مدت زمان بسيار كوتاه در حضور يون¬هاي آهن يا مس است. نتايج نشان داد كه هيدروژل¬هاي حاوي مس يا آهن داراي رسانايي ( mS/cm27 يا 12)، استحكام مكانيكي (0.0182 يا0.112 مگا پاسكال) ظرفيت خازني (mFg-1 47.5 يا 302) و ازدياد طول در نقطه شكست (652% يا 660%) هستند. همچنين، هيدروژل¬ها تغييرات مقاومت الكتريكي با تغيير طول و يا پيچش نشان مي دهند كه همراه با رفتار خود ترميمي، تورم و اثر حافظه شكلي (با اعمال محركي از يك شكل موقت به شكل دائمي مطلوب تغيير شكل دهند) ناشي از آب (SME) به دليل پيوندهاي هيدروژني و فعل و انفعالات π-π مشاهده شد. كاربرد آنهارا براي سنسور¬هاي پوششي و تشخيص حركات ظريف بدن گسترش مي¬دهد.

1402/04/17

Production of mussel-inspired conductive hydrogels and examining their physical and mechanical properties

6/6/2024 12:00:00 AM

Soft and active electrical materials are currently used for smart systems, including electronic skin, cybernetics, soft robotics and pressure sensors. However, making materials that meet the complex requirements of such advanced programs remains a challenge. These properties include electrical properties, adhesiveness, self-healing, flexibility, and mechanical strength. Presently, flexible hydrogels have become promising materials for wearable pressure sensors. Hydrogels are highly regarded as biological sensors due to excellent biocompatibility, multi-functional and physical and chemical properties similar to body tissues. Also, transparency and adhesion without the help of a strip are a challenge. Inspired by the recent interest in converting mono-functional materials into multipurpose materials by strengthening nano -nanoparticles and mussel inspired, we are a simple two-step method based on conductive and dopamine polymers. Here, our goal is to provide an adhesive and transparent hydrogel with significant electrical conductivity inspired by the mussel in the ultrasound method. The transparent hydrogel was prepared using acrylamide and the use of radical initiator for a short period of time. The results showed that hydrogels containing copper or iron have conductivity (27 or 12 mS/cm) and mechanical strength (0.0184 or 0.112 MPa). Additionally, these hydrogels can maintain their conductivity when twisted or stretched. Self-restorative behavior, swelling, and memory effect caused by hydrogen bonds and π π were observed. All of these features make it useful as a coating sensor and can detect delicate movements.

هيدروژل الهام گرفته از صدف , هيدروژل پليمري رسانا , هيدروژل چسبنده , هيدروژل خود ترميم شونده , حسگرهاي زيستي

mussel-inspired hydrogel , adhesive hydrogel , self-healing hydrogel , biosensors , conductive polymer hydrogel

Ghazaleh Mirzaei

Dr. Shahrzad Javanshir