Материал гидрогеля состоит из частиц морских водорослей разного размера. Предоставлено: Орлин Велев, Государственный университет Северной Каролины.
Гидрогели объединяют две физические формы одного и того же материала морских водорослей для прочности и гибкости.
Согласно новому исследованию из морских водорослей, гели для 3D-печати с улучшенными и строго контролируемыми свойствами могут быть созданы путем слияния микро- и наноразмерных сетей из одних и тех же материалов, полученных из морских водорослей. Университет штата Северная Каролина. Результаты могут найти применение в биомедицинских материалах - подумайте о биологических каркасах для выращивания клеток - и в мягкой робототехнике.
Описан в журнале Природа связи, результаты показывают, что эти гели на водной основе, называемые гомокомпозитными гидрогелями, являются одновременно прочными и гибкими. Они состоят из альгинатов - химических соединений, содержащихся в морских водорослях и водорослях, которые обычно используются в качестве загустителей и в повязках для ран.
По словам Орлина Велева, С. Фрэнка и Дорис Калберсон, заслуженных профессоров химической и биомолекулярной инженерии в NC State и соответствующих Автор статьи.
«Материалы на водной основе могут быть мягкими и хрупкими», - сказал он. «Но эти гомокомпозитные материалы - мягкие фибриллярные альгинатные частицы внутри альгинатной среды - на самом деле представляют собой два гидрогеля в одном: один представляет собой гидрогель с частицами, а другой - молекулярный гидрогель. Объединенные вместе, они производят желеобразный материал, который лучше, чем сумма его частей, и свойства которого можно точно настроить для формования с помощью 3D-принтера для производства по запросу ».
«Мы усиливаем гидрогелевый материал тем же материалом, что примечательно тем, что в нем используется только один материал для улучшения общих механических свойств», - сказал Лилиан Сяо, доцент кафедры химической и молекулярной инженерии в NC State и соавтор книги. бумага. «Альгинаты используются в перевязочных материалах для ран, поэтому этот материал потенциально можно использовать в качестве усиленной повязки, напечатанной на 3D-принтере, или в качестве пластыря для заживления ран или доставки лекарств».
«Эти типы материалов потенциально могут быть наиболее полезными в медицинских продуктах, пищевых продуктах в качестве загустителей или в мягкой робототехнике», - сказал Остин Уильямс, один из первых соавторов статьи и аспирант лаборатории Велева.
По словам Велева, в будущем будет предпринята попытка доработать этот метод слияния гомокомпозитных материалов для продвижения 3D-печати для биомедицинских приложений или биомедицинских инъекционных материалов.
«Этот метод может использоваться с другими типами гелей, например, с гелями, используемыми в покрытиях или в потребительских товарах», - сказал Сяо.
Ссылка: «Печатные гомокомпозитные гидрогели с синергетически усиленными молекулярно-коллоидными сетками» Остина Уильямса, Сангчул Ро, Алан Джейкоб, Лилиан Сяо, Орлин Д. Велев и Симеон Стоянов, 14 мая 2021 г., Природа связи.
DOI: 10.1038/s41467-021-23098-9
Бывший доктор философии в Северной Каролине. студент Сангчул Ро - второй первый соавтор газеты. Соавтор Симеон Стоянов из Университета Вагенингена участвовал в концепции нового материала.
Исследование финансируется Национальным научным фондом по грантам CMMI-1825476, CBET-1804462 и ECCS-2025064.
