As propriedades flexíveis dos hydrogels - altamente absorventes, os polímeros gelatinosos que encolhem e expandem segundo condições ambientais tais como a umidade, o pH e a temperatura - fizeram-lhes o ideal para aplicações das lentes de contacto aos tecidos e aos adesivos do bebê.
Nos últimos anos, os pesquisadores investigaram os hydrogels potenciais na entrega da droga, projetando os nos veículos droga-levando que rompem quando expor a determinados estímulos ambientais. Tais vesículas podem lentamente liberar seus índices em uma forma controlada; podem mesmo conter mais de um tipo de droga, liberado em horas diferentes ou sob várias circunstâncias.
Contudo, é difícil prever apenas como os hydrogels romperão, e tem sido até aqui difícil controlar a forma em que um hydrogel morphs. O Colmilho de Nick, um professor adjunto da engenharia mecânica no MIT, diz que prevendo como os hydrogels transformam poderia ajudar no projecto de uns sistemas mais complexos e mais eficazes da droga-entrega.
“Que tipo da forma é mais eficiente para correr através da circulação sanguínea e a anexar a uma membrana de pilha?” O Colmilho diz. “Com conhecimento apropriado de como os geles incham, nós podemos começar gerar testes padrões em nosso desejo.”
O Lee de Howon do Colmilho e do postdoc, junto com colegas na Universidade Estadual do Arizona, está estudando os mecânicos de hydrogels dedeslocamento: procurando relacionamentos entre a forma inicial de uma estrutura do hydrogel, e o media em que transforma, a fim prever sua forma final. Em um papel a parecer em Letras Físicas da Revisão, o relatório dos pesquisadores que podem agora criar e prever formas complexas - incluindo enrugamentos e ondas estrela-dados forma - dos hydrogels.
Os resultados podem fornecer uma fundação analítica para projetar formas e testes padrões intrincados dos hydrogels.
De PowerPoint a 3-D
Para criar várias estruturas do hydrogel, o Colmilho e seus colaboradores usaram uma instalação experimental que Colmilho ajudado a inventar em 2000. Nesta instalação, o projecto PowerPoint dos pesquisadores desliza descrevendo várias formas em uma taça do hydrogel fotossensível, fazendo com que supor as formas descritas nas corrediças. Uma Vez os formulários de uma camada do hydrogel, os pesquisadores repetem o processo, criando uma outra camada do hydrogel sobre a primeira e acumulando eventualmente uma estrutura tridimensional em um processo aparentado à impressão 3-D.
Usando esta técnica, a equipe criou as formas cilíndricas de várias dimensões, suspendendo as estruturas no líquido para observar como transformaram. Todos Os cilindros morphed em estruturas onduladas, estrela-dadas forma, mas com diferenças características: Os cilindros Curtos, largos evoluíram em estruturas com mais enrugamentos, visto que altos, os cilindros delgados transformados em formas menos enrugado.
O Colmilho concluiu que como um hydrogel expande em líquido, as várias forças actuam para determinar sua forma final.