हाइड्रोजेल कैसे काम करते हैं?

भौतिक और रासायनिक गुणों पर अब बेहतर शोध किया जाना चाहिए

हाइड्रोजेल rog यूएसडीए
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हाइड्रोजेल मुख्य रूप से बेबी डायपर और स्वच्छता लेखों में तथाकथित सुपरबॉस्बेंट्स के रूप में उपयोग किया जाता है। वहां वे अपने स्वयं के वजन की नमी को अवशोषित करते हैं और इस प्रकार त्वचा को सूखा रखते हैं। लेकिन फिर भी सटीक रासायनिक और भौतिक क्रिया क्रिया काफी हद तक अस्पष्ट है। इसे अब DFG प्राथमिकता कार्यक्रम "स्मार्ट हाइड्रोजेल" के हिस्से के रूप में बदलना चाहिए। विशेष रूप से, नए अनुप्रयोगों को खोजने के लिए, निर्माण उद्योग में उदाहरण के लिए, हाइड्रोजेल पर लवण, एसिड और तापमान या एकाग्रता परिवर्तन के प्रभाव की जांच की जा रही है।

प्रो। थॉमस मंगल, डार्क पेंट्री के शेल्फ पर हाथ के आकार के कप की ओर इशारा करते हुए कहते हैं, "यह पाउडर एक हजार गुना ज्यादा तरल सोखता है।" पहली नज़र में, अनाज पहली नज़र में सामान्य खाना पकाने के नमक की तरह दिखता है। लेकिन सफेद पाउडर कुछ ही सेकंड में अधिक साबित हो सकता है, जैसा कि एप्लाइड साइंसेज के आकिन विश्वविद्यालय के इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड पॉलिमर रसायन विज्ञान (IAP) के निदेशक ने दिखाया है। ध्यान से, रसायनज्ञ एक गिलास पानी में कणिकाओं को डालता है और इसे आगे और पीछे हिलाता है। पारदर्शी पदार्थ वस्तुतः पानी को घोल देता है और जेली जैसे द्रव्यमान को सूज जाता है।

संभवतः इन तथाकथित हाइड्रोजेल का सबसे अच्छा ज्ञात अनुप्रयोग बेबी डायपर और स्वच्छता लेखों में सुपरबसबर्बेंट्स के रूप में उपयोग किया जाता है। हालांकि, इन होनहार और होनहार सामग्री की क्षमता का केवल एक हिस्सा समाप्त हो गया है। "हम संरचना को समझना चाहते हैं और यह जानना चाहते हैं कि क्या संबंध संभव हैं और कब, " मंगल और डॉ का सामान्य लक्ष्य है। RWTH आचेन विश्वविद्यालय के तकनीकी और मैक्रोलेक्युलर केमिस्ट्री (ITMC) संस्थान से सिगफ्रीड स्टैफ। जबकि IAP का मुख्य फोकस हाइड्रोजेल का संश्लेषण है, ITMC के शोधकर्ता हाइड्रोजेल के भौतिक गुणों का विश्लेषण कर रहे हैं। दुनिया के प्रमुख चुंबकीय अनुनाद (MARC) केंद्रों में से एक में, भौतिकविद् प्रकाश, तापमान, एसिड और नमक की स्थितियों सहित विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में पदार्थ की संरचना और गतिशीलता का परीक्षण करने के लिए परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हैं।

ऊन की जुड़ी हुई गेंद

एक रासायनिक दृष्टिकोण से, हाइड्रोजेल की पानी-अघुलनशील आणविक श्रृंखलाएं ऊन की एक गेंद से मिलती हैं, जो कई जगहों पर स्व-क्रॉसिंकल है। इस रासायनिक संरचना के कारण, जैल में ऐक्रेलिक एसिड होता है, जो तापमान, नमक की सघनता, पीएच या विद्युत क्षेत्रों में परिवर्तन के साथ सिकुड़ जाता है। क्योंकि वे बाहरी उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करते हैं, वैज्ञानिक पदार्थ को "बुद्धिमान" सामग्री के रूप में भी संदर्भित करते हैं।

"हम अभी भी पूरी तरह से समझ नहीं पाते हैं कि क्यों सामग्री नमक के पानी में कभी-कभी अपर्याप्त रूप से बह जाती है और कुछ समय बाद भी, प्रभाव फिर से खो देता है, " मंगल ने कहा। लेकिन शोधकर्ता समस्या को व्यवस्थित रूप से बताता है। वह केवल छोटे परिवर्तनों के साथ बार-बार प्रयोगात्मक व्यवस्था द्वारा सामग्री संरचना और प्रतिक्रिया के बीच सटीक संबंध निर्धारित करना चाहता है। इस तरह, बदली हुई परिस्थितियों में सूजन की सटीक डिग्री जल्द ही देखने योग्य होगी। प्रदर्शन

सड़क निर्माण में स्प्रिंग घिसने वाले

दस वर्षों से अधिक समय से, मंगल विशेष रूप से अत्यधिक पानी सोखने वाले पदार्थों में, हाइड्रोजेल के उपयोग पर काम कर रहा है। उनके शोध में पहले से ही सूजन वाले मसूड़ों और सूजन वाले चिपकाता है, जो बाहर से पानी के खिलाफ सुरंगों को सील करते हैं। उदाहरण के लिए, डसेलडोर्फ में रेनुफेरस्ट्रा का निर्माण करते समय, निर्माण कंपनियां पहले से ही सीलिंग के लिए रबड़ का उपयोग कर रही थीं। लेकिन प्रोफेसर के बेबी डायपर में प्रयुक्त सक्शन सामग्री पर भी भाग लिया है। हालांकि, कुछ अनुप्रयोगों के साथ हमेशा समस्याएं होती हैं: उदाहरण के लिए, समुद्री जल में सामग्री केवल अपर्याप्त रूप से प्रफुल्लित होती है, इस प्रकार उनका सीलिंग प्रभाव खो देता है। वैज्ञानिक आधार से संबंधित अपर्याप्त ज्ञान के कारण आगे नए अनुप्रयोगों का विकास बार-बार विफल होता है।

यह वह जगह है जहां डीएफजी परियोजना आती है: हाइड्रोजेल के सटीक गुणों की खोज करके, भविष्य में अन्य संभावित अनुप्रयोग बोधगम्य हैं। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि कैंसर से लड़ने की दवाओं को हीटेबल, मैग्नेटिक हाइड्रोजेल नैनोस्फेयर में पैक किया जा सकता है और इस तरह शरीर में लक्षित तरीके से छोड़ा जा सकता है। "डीएफजी के माध्यम से, अब हमारे पास सैद्धांतिक नींव का पता लगाने का अवसर है, क्योंकि हाइड्रोजेल बेबीबोपोस को सूखा रखने की तुलना में बहुत अधिक कर सकते हैं, " मंगल ने कहा।

(आईडीडब्ल्यू - एप्लाइड साइंसेज आचेन विश्वविद्यालय, 11.10.2006 - एएचई)