Poliakrilamid iletken hidrojeller, iletken bir polimerin elektriksel iletkenliğini bir hidrojelin benzersiz özellikleriyle birleştiren bir tür akıllı malzemedir. Bu hidrojellerin biyoelektronik, doku mühendisliği iskeleleri ve sensörler dahil olmak üzere çeşitli uygulamaları vardır. Poliakrilamid iletken hidrojellerin hazırlanmasına ve özelliklerine genel bir bakış:

Hazırlık:

1. Poliakrilamidin (PAM) sentezi: poliakrilamid Genellikle akrilamid monomerlerinin serbest radikal polimerizasyonuyla sentezlenir. Reaksiyon, kimyasal bir başlatıcı veya fotokimyasal başlatma kullanılarak başlatılabilir.

2. İletkenliğin tanıtılması: Hidrojele iletkenlik kazandırmak için polipirol (PPy) veya polianilin (PANI) gibi iletken bir polimer genellikle PAM matrisine dahil edilir. Bu, yerinde polimerizasyon yoluyla veya önceden oluşturulmuş iletken polimer parçacıklarının PAM çözeltisiyle karıştırılmasıyla elde edilebilir.

3. Çapraz bağlama: Hidrojele jel benzeri özellikler kazandıran üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturmak için PAM çözeltisine çapraz bağlayıcılar eklenir. Yaygın çapraz bağlayıcılar arasında N,N'-metilenbisakrilamid (BIS) veya poli(etilen glikol) diakrilat (PEGDA) bulunur. Çapraz bağlanma termal, kimyasal veya fotokimyasal yöntemlerle elde edilebilir.

4. Şişme ve saflaştırma: Hidrojel, şişmesine ve reaksiyona girmemiş monomerleri veya kimyasalları uzaklaştırmasına izin vermek için genellikle su gibi bir çözücüye daldırılır. Safsızlıkların giderilmesini sağlamak için saflaştırma işlemi sıklıkla tekrarlanır.

Özellikler:

1. Elektriksel iletkenlik: İletken bir polimerin hidrojel matrisine dahil edilmesi, elde edilen malzemeye elektriksel iletkenlik kazandırır. Bu elektriksel iletkenlik, elektrik sinyallerinin iletilmesine veya elektriksel uyaranların algılanmasına olanak tanır.

2. Şişme davranışı: Hidrojeller yüksek su içeriğine sahiptir ve büyük miktarda su veya biyolojik sıvıyı emebilir. Poliakrilamid iletken hidrojelin şişme davranışı, çapraz bağlanma yoğunluğunun, pH'ın, sıcaklığın değiştirilmesiyle veya spesifik iyon veya moleküllerin eklenmesiyle kontrol edilebilir.

3. Mekanik özellikler: Poliakrilamid iletken hidrojellerin mekanik özellikleri, çapraz bağlanma yoğunluğunun ayarlanmasıyla veya takviye edici dolgu maddelerinin veya fiberlerin eklenmesiyle özelleştirilebilir. Bu, çeşitli uygulamalara uygun, belirli elastikiyete, dayanıklılığa ve dayanıklılığa sahip hidrojellerin geliştirilmesine olanak tanır.

4. Biyouyumluluk: Poliakrilamid genel olarak biyolojik olarak uyumlu kabul edilir ve PAM bazlı iletken hidrojeller doku mühendisliği ve biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, hidrojelin biyouyumluluğu, biyoaktif moleküllerin eklenmesiyle veya hücre yapışmasını ve büyümesini teşvik etmek için yüzeyin değiştirilmesiyle daha da arttırılabilir.

5. Uyaranlara duyarlılık: İletken olanlar da dahil olmak üzere hidrojeller, belirli kimyasal veya fiziksel koşullar değiştiğinde uyaranlara duyarlılık sergileyebilir. Örneğin, pH'a duyarlı hidrojeller, pH'taki değişikliklere yanıt olarak hacim değişikliklerine uğrayabilirken, ısıya duyarlı hidrojeller, sıcaklık değişimleriyle özelliklerini değiştirebilir.

Poliakrilamid iletken hidrojeller, elektriksel iletkenlik ve hidrojel özelliklerinin benzersiz bir kombinasyonunu sunarak onları çeşitli alanlarda çok çeşitli potansiyel uygulamalara sahip çok yönlü malzemeler haline getirir.