साधे लोकप्रिय विज्ञान: 1 मिनिटात हायड्रोजेल म्हणजे काय ते समजून घ्या? हे कशासाठी वापरले जाते?

[विज्ञान व्याख्या]

हायड्रोजेल हा हायड्रोफिलिक पॉलिमर चेनचे जाळे आहे, ज्याला कोलाइडल जेल म्हणतात, ज्यामध्ये पाणी फैलाव माध्यम आहे. त्रिमितीय सॉफ्टवेअर क्रॉस-लिंकिंगद्वारे एकत्र ठेवलेल्या हायड्रोफिलिक पॉलिमर चेनमुळे आहे. क्रॉस-लिंकिंगमुळे, हायड्रोजेल नेटवर्कची संरचनात्मक अखंडता पाण्याच्या उच्च सांद्रतेमुळे विरघळली जाणार नाही (doi: 10.1021/acs.jchemed.6b00389). हायड्रोजेल देखील अत्यंत शोषक असतात (त्यात 90% पेक्षा जास्त पाणी असू शकते) नैसर्गिक किंवा कृत्रिम पॉलिमर नेटवर्क. "हायड्रोजेल" हा शब्द पहिल्यांदा 1894 मध्ये साहित्यात दिसला (doi: 10.1007/BF01830147). सुरुवातीला, हायड्रोजेलवरील संशोधन या तुलनेने सोप्या रासायनिक क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर नेटवर्कवर केंद्रित होते जे त्याच्या मूलभूत वैशिष्ट्यांचा अभ्यास करते, जसे की सूज/सूज गतीशास्त्र आणि समतोल, विद्रव्य प्रसार, व्हॉल्यूम फेज ट्रांझिशन आणि स्लाइडिंग घर्षण, आणि अशा अनुप्रयोगांचे संशोधन करा. जसे नेत्ररोग आणि औषध वितरण. हायड्रोजेल संशोधनाच्या सतत विकासासह, त्याचे लक्ष साध्या नेटवर्कवरून "प्रतिसाद" नेटवर्ककडे गेले आहे. या टप्प्यावर, पीएच, तापमान आणि विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्र यासारख्या पर्यावरणीय परिस्थितीतील बदलांना प्रतिसाद देणारी विविध हायड्रोजेल विकसित केली गेली आहेत. विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांना प्रतिसाद देणारा हायड्रोजेल अॅक्ट्युएटर प्रस्तावित आहे. तथापि, त्या वेळी हायड्रोजेल सामान्यत: यांत्रिकरित्या खूप मऊ किंवा खूप ठिसूळ होते, ज्यामुळे त्यांचे संभाव्य अनुप्रयोग मोठ्या प्रमाणात मर्यादित होते. नवीन सहस्राब्दीच्या आगमनाने, हायड्रोजेलने त्यांच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये महत्त्वपूर्ण सुधारणा करून नवीन युगात प्रवेश केला आहे. या यशामुळे हायड्रोजेलचे अनेक आंतरशास्त्रीय अभ्यास झाले. आजकाल, ऊर्जेचा वापर करणाऱ्या रचनांसह विविध रासायनिक पद्धतींचा वापर स्नायू आणि कूर्चापेक्षा मजबूत हायड्रोजेल बनवण्यासाठी केला जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, हे इतर कार्ये देखील प्राप्त करते, जसे की स्वयं-उपचार, एकाधिक उत्तेजक प्रतिसाद, आसंजन, अति आर्द्रता, इत्यादी. अवयव, पुनरुत्पादक औषध इ. (doi: /10.1021/acs.macromol.0c00238).

【मुख्य उद्देश.

1. ऊतक अभियांत्रिकीमध्ये मचान (doi: 10.1002/advs.201801664).

2. जेव्हा मचान म्हणून वापरले जाते, हायड्रोजेलमध्ये ऊतींची दुरुस्ती करण्यासाठी मानवी पेशी असू शकतात. ते पेशींच्या 3D सूक्ष्म पर्यावरणाची नक्कल करतात (doi: 10.1039/C4RA12215).

3. सेल संस्कृतीसाठी हायड्रोजेल-लेपित विहिरी वापरा (doi: 10.1126/science.1116995).

4. पर्यावरणास संवेदनशील हायड्रोजेल (याला "स्मार्ट जेल" किंवा "स्मार्ट जेल" देखील म्हणतात). या हायड्रोजेलमध्ये पीएच, तापमान किंवा मेटाबोलाइट एकाग्रतेतील बदल जाणण्याची क्षमता असते आणि असे बदल (doi: 10.1016/j.jconrel.2015.09.011) सोडण्याची क्षमता असते.

5. इंजेक्टेबल हायड्रोजेल, जे रोगांच्या उपचारासाठी औषध वाहक म्हणून वापरले जाऊ शकते किंवा पुनरुत्पादनाच्या हेतूंसाठी किंवा सेल टेरियर म्हणून वापरले जाऊ शकते (doi: 10.1021/acs.biomac.9b00769).

6. सतत प्रकाशन औषध वितरण प्रणाली. आयोनिक सामर्थ्य, पीएच आणि तापमान औषध सोडण्यावर नियंत्रण करण्यासाठी ट्रिगर म्हणून वापरले जाऊ शकते (doi: 10.1016/j.cocis.2010.05.016).

7. नेक्रोटिक आणि फायब्रोटिक टिशू, डिग्रेझिंग आणि डिब्रिडमेंटचे शोषण प्रदान करा

8. विशिष्ट रेणूंना (जसे की ग्लुकोज किंवा प्रतिजन) प्रतिक्रिया देणारे हायड्रोजेल बायोसेन्सर किंवा डीडीएस (doi: 10.1021/cr500116a) म्हणून वापरले जाऊ शकतात.

9. डिस्पोजेबल डायपर मूत्र शोषून घेऊ शकतात किंवा सॅनिटरी नॅपकिन्समध्ये ठेवू शकतात (doi: 10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024).

10. कॉन्टॅक्ट लेन्स (सिलिकॉन हायड्रोजेल, पॉलीक्रिलामाइड, सिलिकॉन युक्त हायड्रोजेल).

11. ईईजी आणि ईसीजी वैद्यकीय इलेक्ट्रोड क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर (पॉलीथिलीन ऑक्साईड, पॉलीएएमपीएस आणि पॉलीविनाइलपायरोलीडोन) बनलेले हायड्रोजेल वापरून.

12. हायड्रोजेल स्फोटके.

13. गुदाशय प्रशासन आणि निदान.

14. क्वांटम डॉट्सचे पॅकेजिंग.

15. स्तन प्रत्यारोपण (स्तन वाढवणे).

16. गोंद.

17. शुष्क भागात मातीचा ओलावा राखण्यासाठी वापरलेले कण.

18. बर्न्स किंवा इतर हार्ड-टू-हील जखमा भरण्यासाठी ड्रेसिंग. जखम जेल ओलसर वातावरण तयार करण्यासाठी किंवा राखण्यासाठी खूप उपयुक्त आहे.

19. बाह्य वापरासाठी औषध साठवण; विशेषतः आयनोफोरेसीस द्वारे वितरित आयनिक औषधे.

20. एक सामग्री जी प्राण्यांच्या श्लेष्मल ऊतकांचे अनुकरण करते, औषध वितरण प्रणालीच्या श्लेष्मल चिकटण्याच्या गुणधर्मांची चाचणी घेण्यासाठी वापरली जाते (doi: 10.1039/C5CC02428E).

21. औष्णिक वीज निर्मिती. जेव्हा आयनसह एकत्र केले जाते, तेव्हा ते इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आणि बॅटरीमधून उष्णता नष्ट करू शकते आणि उष्णता एक्सचेंजला इलेक्ट्रिक चार्जमध्ये रूपांतरित करू शकते.

【आमची सध्याची प्रगती

सध्या, आमचे हायड्रोजेल अनुप्रयोग मुख्यतः कॉस्मेटोलॉजी आणि वैद्यकीय उपचारांमध्ये वापरले जातात आणि तंत्रज्ञानाच्या दृष्टीने देश -विदेशातील हायड्रोजेल उद्योगात अग्रगण्य स्थान राखतात आणि क्यूए -क्यूसी स्थिर राहतात.