13759

سنسور هاي حركتي بر پايه هيدروژل رسانا الهام گرفته شده از طبيعت

1401

دكتر شهرزاد جوانشير

در سال‌هاي اخير، هيدروژل‌ها كه يكي از مواد پيشرفته هستند، به دليل مناسب بودن براي طيف وسيعي از كاربردهاي نوظهور، توجه بيشتري را به خود جلب كرده‌اند. به عنوان مثال، هيدروژل ها در سيستم هاي بيولوژيكي مختلف به دليل خواص منحصر به فردشان مانند زيست سازگاري و پايداري زيستي، و همچنين كاربردهاي پزشكي/دارويي مانند سيستم هاي دارورساني، غضروف مفصلي، داربست هاي بيومتريال، جايگزيني قرنيه و مهندسي بافت پذيرفته مي شوند. با اين حال، يك نگراني رايج و جدي در مورد هيدروژل ها، خواص مكانيكي آنها است. مقدار زيادي آب ميان بافتي در ساختار شبكه اي زنجيره هاي پليمري آبدوست با اتصالات عرضي منجر به رفتار مكانيكي نرم هيدروژل ها مي شود. اين اغلب به يك محدوديت آشكار براي كاربردهاي مختلف آنها، به ويژه در زمينه هاي بيولوژيكي و پزشكي تبديل مي شود. به اين ترتيب، توسعه مكانيك هيدروژل ها، به منظور به دست آوردن درك عميق از مكانيسم هاي اساسي تغيير شكل، آسيب و شكستگي، ويژگي هاي مكانيكي هيدروژل هاي نرم، و همچنين ايجاد پلي بين عملكرد مكانيكي و بيولوژيكي بسيار مهم است به گونه‌اي كه كاربرد مكانيكي هيدروژل‌ها را فراتر از مرزهاي فعلي‌شان سوق دهد. تحقيقات روي هيدروژل ها در اوايل دهه 1960 با مقاله جديدي در مورد پلي (2-هيدروكسي اتيل متاكريلات) كه در رابطه با هيدروژل براي تهيه لنزهاي تماسي نرم بود توسط Wicht Erle و Lim آغاز شد. در سال 1968، با موفقيت پيش‌بيني شد كه دافعه خالص بين يك شبكه پليمري و يك حلال ضعيف مي‌تواند باعث انتقال فاز و تغيير درجه تورم شبكه پلي مري (و در نتيجه حجم آن) شود. گروه هاي ديگر نيز يك انتقال فاز در آزمايش هاي خود را گزارش كردند كه ناشي از تغييرات در محيط بود. استفاده از هيدروژل ها روزبه روز به طور چشمگيري افزايش يافته و تكنيك هاي سنتز مختلفي براي آنها ارائه شده است. هيدروژل ها در سال هاي اخير كاربردهاي متنوع و به سرعت در حال توسعه يافتن اند. آنها به طور گسترده در محصولات مصرفي مانند لنزهاي تماسي، ايمپلنت هاي آرايشي، ژل مو و پوشك استفاده مي شوند. هيدروژل هاي مملو از تركيبات فعال دارويي به عنوان حامل دارو براي دستيابي به رهاسازي كنترل شده و هدفمند دارو در بدن انسان استفاده مي شود. هيدروژل ها به عنوان عامل پاك كننده عمل مي كنند و شرايط مرطوبي را در پانسمان زخم ايجاد مي كنند تا بهبود زخم را تسهيل كنند در مهندسي بافت، هيدروژل ها با سلول ها و فاكتورهاي رشد كشت مي شوند تا به عنوان داربست مصنوعي براي ترميم و بازسازي بافت آسيب ديده استفاده شوند .هيدروژل ها به عنوان پوشش سوند ادراري براي جلوگيري از كلونيزاسيون باكتري ها در سطح استفاده مي شوند. هيدروژل ها همچنين به طور فزاينده اي براي آزمايش هاي (In vitro) براي مطالعه نقش كشش ماتريكس در تمايز سلول هاي بنيادي استفاده مي شوند. چندين ماشين بيوميمتيك و دستگاه‌هاي كاربردي نيز از هيدروژل‌ها با استفاده از خواص منحصر به فرد و ويژگي‌هاي پاسخ‌دهنده به محرك‌ها ساخته شده‌اند. به عنوان مثال مي توان به محرك هاي هيدروژل، دريچه هاي هيدروژل الكترونيكي قابل كشش هيدروژل براي ميكروسيال ها، كريستال هاي كلوئيدي هيدروژل با قابليت تنظيم رنگ و عضلات مصنوعي اشاره كرد

9/5/2023 12:00:00 AM

83722

1403/07/06

Motion sensors based on conductive hydrogel inspired by nature

هيدروژل پليمري رسانا، تشخيص حركت، سنسور پوشيدني، رسانايي الكتريكي و يوني , تشخيص حركت , سنسورهاي پوشيدني , رسانايي الكتريكي و يوني

Conductive polymer hydrogel , motion detection , wearable sensors , Electrical and ionic conduction