Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Bu çalışma ile ilk defa sıkıştırma kuvvetlerine karşı bu denli bir direnç gösterebilen yumuşak bir malzeme üretildi. Jelin mekanik özelliklerini kontrol edebilmek için, uyarlanabilen bir dizi tersine çevrilebilir kimyasal etkileşim sayesinde yapısındaki polimer ağı bir arada tutulabiliyor. Araştırmayı yapan ekibe göre, süper jölenin yumuşak robotlar ve biyoelektronik yapımından hasarlı kıkırdağın değiştirilmesine kadar çeşitli uygulamalar bulabileceği muhtemel. Üretilen bu yeni malzeme ile hidrojel basınç sensörü ekip tarafından çoktan denendi. Bu basınç sensörü ayak tabanına yerleştirildiğinde katılımcıların yürüyüşlerini, ayakta dikilmelerini ve zıplamalarını görüntüleyebiliyordu.

Hidrojeller, suda şişen ve yapılarını korurken büyük miktarda sıvı içerebilen üç boyutlu 'hidrofilik' (su seven) polimer ağlarıdır. Hidrojellerin dayanıklılığı ve kendi kendini iyileştirme yetenekleri, son yıllarda popüler bir araştırma konusu haline gelmelerini sağladı. Öte yandan ise işin en zorlu kısmı baskıya maruz kaldıklarında ezilmeden sıkıştırılmaya dayanabilecek olanlarını yapmaktı.

Makalenin yazarı ve Cambridge Üniversitesi’nden sentetik polimer kimyacısı Zehuan Huang, "İstediğimiz mekanik özelliklere sahip malzemeler yapmak için, iki molekülün kimyasal bir bağla birleştirildiği çapraz bağlayıcılar kullanıyoruz. Yumuşak ve esnek hidrojeller yapmak için tersine çevrilebilir çapraz bağlayıcılar kullanıyoruz, ancak sert ve sıkıştırılabilir bir hidrojel yapmak zordur ve bu özelliklere sahip bir malzeme tasarlamak tamamen mantığa aykırıdır" dedi.

Süper jölenin püf noktası, araştırmacılara göre bir kelepçe gibi, iki konuk molekülü boşluğunda tutabilen çapraz bağlanan moleküller olan ve cucurbituril adı verilen fıçı şeklindeki moleküllerde yatmaktadır. Ekip, bu kelepçelerin içinde normalden daha uzun süre kalmayı tercih eden konuk molekülleri seçerek, polimer ağını sıkı bir şekilde bağlı tutmayı ve önemli miktarda sıkıştırmaya dayanmasını sağlamayı başardı.

Makalenin yazarlarından olan ve Cambridge Üniversitesi’nin polimer kimyacısı Oren Scherman, "%80 su içeriğine sahip olduğu için bir su balonu gibi patlayacağını düşünmeniz normal; tam tersine sapa sağlam kalıyor ve yüksek basınçlı kuvvetlere karşı dayanıklı. Hidrojelin özellikleri dışarıdan bakıldığında birbirleriyle çelişiyorlar" dedi.

Makalede belirtilenlere göre kelepçe içindeki konuk molekülün kimyasal yapısını basitçe değiştirerek basınca karşı dayanıklılığın kolayca kontrol edilebildiğinin altı çizilmiş.

"Gerçekten heyecan verici olan şeyse sadece ders kitaplarına geçecek yepyeni bir şey yazmakla kalmıyoruz, aynı zamanda yüksek performanslı yumuşak malzemeler alanında da yepyeni bir sayfa açıyoruz."

Kaynağa ve Makaleye ulaşmak için üzerlerine tıklayınız.

Kaynak: Dailymail

Makale: Nature Materials