Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na Brown University přišli s novým materiálem. Jeho páteř tvoří oxid grafenu a výplň hydrogel získávaný z řas. Struktura se vytvoří pomocí 3D tisku a má být vhodná nejen pro biomedicínské aplikace, ale i pro jiné technologické využití – díky oxidu grafenu je totiž mnohem pevnější a trvanlivější než samotný hydrogel. Hydrogely se jinak rozpadají nejen při mechanickém namáhání, ale třeba už i jen v roztocích obsahujících soli nebo jiné osmoticky aktivní látky.
Alginát obsahující oxid grafenu je dál hydrofilní a „olejofóbní“; dokáže měnit své vlastnosti v reálném čase podle vnějších podmínek, tj. dá se dále řídit jako chytrý materiál. Zesíťování je např. udržováno určitými ionty, které se dají rychle převést do roztoku, čímž se materiál zase rozpustí. Jiné změny (např. iontové síly okolního prostředí) ale pouze způsobují změnu tvrdosti materiálu nebo jeho bobtnání a tyto procesy jsou vratné. Odpuzování mastnoty a dalších nečistot lze využít pro ochranu povrchů, např. skla. To, že na rozdíl od čistého alginátu se struktura nerozpustí při pouhé přítomnosti soli, ukazuje na možné využití pro ochranu povrchů námořních lodí nebo i jako senzorů, které by např. detekovaly znečištění ropou.
Použitou metodou 3D tisku je stereolitografie, požadovaná struktura se vytváří ultrafialovým laserem: tj. vytiskne se vrstva ze směsi alginátu obsahujícího částečky oxidu grafenu, na ni se aplikuje příslušná maska a laser vytvoří požadovaný vzor mechanického vytvrzení, následuje tisk další vrstvy; možné je samozřejmě i aplikace laseru po celé ploše. Tímto způsobem lze získat materiály pevnější než ocel odpovídající hmotnosti. Díky tomu se dají bez problémů tisknout i struktury obsahující převislé nebo duté části, což samotný hydrogel z řas neumožňoval.
Thomas M. Valentin et al, Alginate-graphene oxide hydrogels with enhanced ionic tunability and chemomechanical stability for light-directed 3D printing, Carbon (2018). DOI: 10.1016/j.carbon.2018.11.006
Zdroj: Eurekalert
