Biyouyumlu Akıllı Hidrojeller Lensler Üzerinde Deneniyor. Çin’deki bilim adamları, bitki organlarının iki katmanlı yapısına dayanan biyolojik olarak uyumlu bir hidrojel tasarladı. PH değişikliklerine yanıt olarak şişebilen ve daralan materyal, optik mercekler yapmak için kullanılabilir.
Çam kozalakları ve buğday başakları gibi bitki organları, bilim insanlarına pH değişimleri gibi harici tetikleyicilere tepki olarak 3D şekil dönüşümleri yapabilen akıllı malzemeler tasarlamaları için ilham kaynağı olmuştur. Bununla birlikte, bu malzemeler genellikle biyolojik uyumluluğunu sınırlayabilen sentetik polimerlerden yapılır.
Şimdi, Çin’in Wuhan Üniversitesi’ndeki Lina Zhang liderliğindeki bir ekip, iki kat doğal polimer – chitosan (karides kabuğu kitinden türetilen) ve selüloz / karboksimetilselülozdan (bitki hücre duvarlarından) biyolojik olarak püskürtmeli bir akıllı hidrojel hazırladı. İki kat, negatif yüklü karboksilat grupları ile pozitif yüklü amonyak grupları arasındaki kovalent bağlar ve elektrostatik etkileşimlerle bir arada tutulur ve bu da malzeme pH değişimlerine tepki verir.
Hidrojelin iki katmanlı yapısı bitki organlarının yapısına benzemektedir;
Materyalin şeklini ve boyutunu değiştirerek, ekip pH değişikliklerine yanıt olarak farklı hareketlerle farklı yeniden yapılandırılabilir şekiller çıkarabilir. Birçok akıllı materyalden farklı olarak, her iki tabaka pH’ya tepki verirken bu hidrojelde aktiftir, bu nedenle hidrojel şeridi her iki yönde de bükülebilir.
Yakın ve uzak nesneler üzerinde odaklanmak üzere şekli değiştiren insan lensinin odaklanma stratejisinden esinlenen Zhang ekibi, akıllı malzemelerini iki katmanlı hidrojelin şişmesi ve bükülmesi ile odaklanılacak bir biyomimetik şeffaf lens yapmak için kullandı. Araştırmacılar, bir selüloz / karboksimetilselüloz diskin her iki yanına, chitosan ( Kitosan ) dan yapılmış iki kapak taktılar. Yüksek pH’da disk şişer ve kapaklar küçülür, mercek düzleşirken, düşük pH’da disk sıkışır ve kapaklar şişer, böylece yuvarlak şekle dönüşür.
Çin Üniversitesi Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliğinden Jun Fu “Bu gibi tabakaların iki farklı konfigürasyonlara sahip yapılara monte edilebileceği çok ilginç. Anahtar, doğal kökenli polimer katmanlarının karşı yüklerindeki ve farklı pH değerlerinde şarj değişiminde yatıyor. Diğer sentetik polimerler yerine doğal polimerlere dayalı çift tabakaların biyomedikal mercekler veya implante edilebilir biyosensörler veya yapay kaslar gibi biyomedikal uygulamalar için daha uygun olabileceği’ düşünülebilir” diyor.
Kaynak : chemistryworld
