Kleine hoek neutronenverstrooiing (SANS) bij het Australische Centrum voor Neutronenverstrooiing heeft bevestigd dat de sterkte van een soort supramoleculaire hydrogel kan worden vergroot door verhitting.

Hydrogelatoren, die een gestapelde vezelige netwerkstructuur hebben, kan mogelijk worden gebruikt in bio-engineering, farmaceutische technologieën, milieusanering, katalytische processen en producten voor persoonlijke verzorging.

In gezamenlijk onderzoek gepubliceerd in Zachte materie eerder dit jaar, een groep Australische onderzoekers onder leiding van Curtin University en de University of Western Australia, bevestigde ook dat de selectie van elektrolyt een sleutelrol speelt bij het bepalen van de sterkte van een hydrogel gevormd door calixereen (gebonden aan het aminozuur proline).

Bij verwarming tot 30° C, calixereen hydrogels gevormd met het elektrolyt magnesiumchloride namen in sterkte toe en behielden verhoogde stijfheid bij afkoeling.

De verbinding vertoonde een significante hysterese (een herinnering aan de oorspronkelijke structuur).

De onderzoekers wezen erop dat deze ongebruikelijke, reproduceerbaar gedrag resulteerde niet in een verlies van water bij verwarming.

Omdat de gelstijfheid kleiner werd bij herhaald gloeien, het suggereerde dat er een dynamisch herschikkingsproces plaatsvond.

Atoomkrachtmicroscopie aan de University of Western Australia onthulde dat nieuwe, grotere, rechtere vezels gevormd bij 25 – 30° C, mogelijk ondersteunend voor de vorming van een robuustere gel terwijl kleinere vezels leken op te lossen.

Co-auteur Instrumentwetenschapper Chris Garvey-auteurs bevestigden het model van wat er gebeurde met de gelstructuur na gloeien over het temperatuurbereik van 10-30 ° C met behulp van SANS op QUOKKA.

"SANS is de techniek bij uitstek voor gelatoren omdat het kan bepalen hoe moleculen zich in een ensemble gedragen terwijl een parameter verandert, ' zei Garvey.

Verstrooiingsgegevens wezen op een verandering van uniforme staafachtige structuren naar een complexer systeem.

"In dit onderzoek, de SANS-gegevens waren consistent met de berekeningen van het structurele model en de verstrooiingscurve, ' zei Garvey.

De auteurs melden dat in de MgCl ₂ hydrogel betekent dit een verandering ten opzichte van de aanvankelijke configuratie van lange, flexibele vezels te kort, rechte vezels bij verhitting, die lang worden, rechte vezels wanneer het systeem wordt gekoeld.

De hydrogel gevormd met het elektrolyt lithiumchloride reageerde anders op uitgloeien.

"Een van mijn co-auteurs is geïnteresseerd in weefselsteigers als onderdeel van onderzoek naar dementie, maar er zijn veel potentiële toepassingen voor gelators met een laag molecuulgewicht, ' zei Garvey.

"De studie werd uitgevoerd omdat er nog steeds aspecten van hun gedrag zijn die onderzocht moeten worden, zoals hoe de gelstructuur in de loop van de tijd evolueert en hoe de stabiliteit van dragende constructies te waarborgen."