Hydrogel là một chất polymer (polyme) mà trong đó có một phần lớn là nước. Nó được tạo thành bởi việc kết hợp các mạng polymer xuyên suốt với nước để tạo thành một hệ gel. Hydrogel có khả năng hút và giữ nước, làm cho nó trở thành một vật liệu quan trọng trong nhiều ứng dụng, như y học, dược phẩm, nông nghiệp, v.v. Nó cũng có khả năng tương thích với cơ thể và cung cấp độ ẩm cho các ứng dụng da hoặc mô mềm khác. Hydrogel cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng về chống thấm nước, vi mô và cảm biến.
Hydrogel là một loại vật liệu polymer thông tấn có tính chất tương tự như gel. Nó được tạo thành từ một mạng lưới 3D của các chuỗi polymer đan xen với nhau, trong đó một phần lớn của khối lượng là nước. Khi nhìn thấy hydrogel, nó trông giống như một hỗn hợp đặc nhưng mềm.
Đặc tính chính của hydrogel là khả năng hút và giữ nước. Chúng có khả năng hút nước từ môi trường xung quanh và giữ nước trong mạng lưới polymer. Một hydrogel có thể giữ lượng nước lên đến hàng trăm lần khối lượng của nó. Điều này làm cho hydrogel trở thành một vật liệu hấp thụ nước tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng tương tác với nước, chẳng hạn như băng ướt, băng chống thấm, v.v.
Nhờ khả năng hút và giữ nước, hydrogel có thể có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y học và dược phẩm. Ví dụ, chúng có thể được sử dụng trong việc làm thuốc dễ dùng hay bao bì y tế, như dạng gel trong dược phẩm hoặc trong việc tạo hình thể trong phẫu thuật. Hydrogel cũng có thể được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc da, chẳng hạn như kem dưỡng ẩm, mặt nạ, hoặc băng kín vết thương. Chúng cung cấp độ ẩm và làm dịu da, giúp làm dịu và làm mềm vùng da bị tổn thương.
Ngoài ra, hydrogel cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác như nông nghiệp, chất hấp thụ trong quá trình tái chế nước thải, vật liệu chống thấm nước, v.v. Hydrogel cũng có thể được sử dụng như một chất chứng nhận trong vi mô và cảm biến, nhờ khả năng hấp phụ chất lỏng và khả năng thay đổi tính chất khi có sự tương tác với môi trường.
Hydrogel có cấu trúc phức tạp, được tạo thành từ việc liên kết các đơn vị monomer với nhau để tạo thành mạng lưới polymer. Các monomer thường được sử dụng để tạo ra hydrogel bao gồm các acrylate, methacrylate, vinyl alcohol, vinyl acetate, và acrylic acid. Quá trình polymer hóa có thể được thực hiện thông qua các phản ứng như polymer hóa radical tự do hoặc polymer hóa xúc tác.
Hydrogel có tính linh hoạt và có thể được điều chỉnh đồng thời về độ dẻo, độ hấp thụ nước, và độ cố định. Điều này làm cho chúng có thể được tạo thành với các đặc tính tùy chỉnh phù hợp với mục đích sử dụng cụ thể.
Hydrogel có khả năng thay đổi kích thước và cấu trúc thông qua quá trình hấp thụ nước và giải phóng nước. Khi được đặt trong một môi trường có nồng độ nước cao hơn trong hydrogel, nước sẽ di chuyển vào hydrogel và làm cho nó phồng lên. Ngược lại, khi hydrogel được đặt trong một môi trường có nồng độ nước thấp hơn, hydrogel sẽ giải phóng nước và có thể co lại.
Hydrogel cũng có khả năng tương thích với cơ thể. Sự tương thích này cho phép hydrogel được sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế và sinh học như cấy ghép mô, vi sinh vật học, và tạo mô và cơ quan nhân tạo. Hydrogel cũng có thể được tăng cường với các chất tương thích cụ thể như protein, peptide, hoặc tế bào để tạo thành các vật liệu sinh học để tương tác với cơ thể.
Với tính linh hoạt và khả năng tùy chỉnh, hydrogel hiện đang được nghiên cứu và phát triển để tạo ra các vật liệu thông minh, như vật liệu tự chẩn đoán, vật liệu tự phục hồi, hoặc vật liệu phản ứng với tác nhân bên ngoài. Các ứng dụng tiềm năng của hydrogel còn đang được khai thác và mở rộng trong nhiều lĩnh vực, từ y học đến công nghệ môi trường và vật liệu thông minh.
Hydrogel là gì? Các công bố khoa học về Hydrogel
Hydrogel là một chất polymer (polyme) mà trong đó có một phần lớn là nước. Nó được tạo thành bởi việc kết hợp các mạng polymer xuyên suốt với nước để tạo thành ...
Mới nhất
- Keo dán hydrogel tiêm gốc PEG dai và kháng mỏi nhờ vướng víu mạch giúp làm lành vết thương da vùng khớpAI tóm tắt
Chế tạo keo dán sinh học dạng tiêm dựa trên nền hydrogel polyethylene glycol (PEG) với cơ chế đan kết chuỗi phân tử polymer giúp chống mỏi và tăng độ dai cơ học. Vật liệu duy trì độ bám dính mô mạnh mẽ dưới các chuyển động co giãn liên tục, thúc đẩy quá trình lành vết thương da vùng khớp chuyển động.
- Các hydrogel kháng khuẩn, tương thích sinh học, cầm máu và bám dính mô dựa trên carboxymethyl chitosan nguồn gốc nấm-graphene oxide khử-polydopamine dùng cho các ứng dụng làm lành vết thươngAI tóm tắt
Chế tạo hệ vật liệu hydrogel đa chức năng dựa trên carboxymethyl chitosan nguồn gốc từ nấm kết hợp graphene oxide dạng khử và polydopamine. Gel sở hữu khả năng bám dính mô vượt trội, tính kháng khuẩn mạnh, hiệu quả cầm máu nhanh và gia tăng tốc độ phục hồi biểu mô vết thương da thực nghiệm.
- Effect of titanium-doped bioactive glass on poly(2-hydroxyethyl methacrylate) hydrogel composites: Bioactivity, intermediate water, cell proliferation, and adhesion forceAI tóm tắt
Khảo sát ảnh hưởng của thủy tinh hoạt tính sinh học pha tạp titan (BGT) đến cấu trúc và đặc tính của vật liệu composite trên nền hydrogel poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (pHEMA). Sự hiện diện của pha thủy tinh thúc đẩy hình thành khoáng hydroxyapatite trên bề mặt, đồng thời điều hòa lượng nước trung gian giúp nâng cao độ bám dính và tăng sinh tế bào.
- Development of a flexible film made of polyvinyl alcohol with chitosan based thermosensitive hydrogelAI tóm tắt
Nghiên cứu chế tạo màng linh hoạt kết hợp poly(vinyl alcohol) với hydrogel nhiệt nhạy trên nền chitosan phục vụ phẫu thuật tái tạo mô nha chu. Màng composite duy trì độ dẻo dai cơ học thích ứng với khoang miệng, chuyển pha tạo gel bền vững ở nhiệt độ cơ thể để bảo vệ vùng biểu mô nha chu thương tổn.
- “Two-in-one” dual-function luminescent MOF hydrogel for onsite ultra-sensitive detection and efficient enrichment of radioactive uranium in waterAI tóm tắt
Phát triển vật liệu hydrogel tích hợp khung kim loại hữu cơ phát quang (MOF) đa chức năng nhằm phát hiện siêu nhạy và làm giàu phóng xạ uranium trong nước tại hiện trường. Cấu trúc gel xốp giúp dập tắt huỳnh quang nhanh khi bắt giữ ion uranyl, đạt giới hạn phát hiện thấp và hiệu suất hấp phụ cao.
Trích dẫn nhiều nhất
- Ma sát và bôi trơn của hydrogel—tính phong phú và phức tạpAI tóm tắt
Tổng quan hệ thống hóa các hiện tượng ma sát (friction) và cơ chế bôi trơn (lubrication) phức tạp của mạng lưới hydrogel trong môi trường chất lỏng. Nghiên cứu phân tích các tương tác hóa lý bề mặt, sự thoát nước đàn hồi và vai trò sinh học của gel trong mô phỏng bôi trơn sụn khớp nhân tạo.
- Phát hiện huỳnh quang linh hoạt microRNA dựa trên các đầu dò tín hiệu khuếch đại bằng hydrogel DNA mới kết hợp với khuếch đại DNA walkerAI tóm tắt
Thiết kế nền tảng cảm biến huỳnh quang siêu nhạy phát hiện microRNA dựa trên đầu dò khuếch đại tín hiệu bằng mạng lưới hydrogel DNA kết hợp phản ứng chuỗi lai hóa và cơ chế di chuyển DNA walker. Hệ cảm biến đạt độ nhạy phân tích cao và giới hạn phát hiện ở thang nồng độ femtomolar trong mẫu huyết thanh sinh học.
- Hệ thống hydrogel hoạt tính sinh học và polycaprolactone in 3D cho kỹ thuật mô xươngAI tóm tắt
Phát triển hệ thống lai kết hợp khung giàn in 3D polycaprolactone (PCL) cấu trúc gyroid với chất nền hydrogel hoạt tính sinh học từ alginate và gelatin nhằm tái tạo mô xương. Hệ thống composite đạt độ xốp 65%, kích thước lỗ xốp trung bình xấp xỉ 399 µm và thúc đẩy mạnh mẽ quá trình khoáng hóa hình thành tinh thể apatite sinh học.
- In sinh học 3D cho kỹ thuật mô: Tế bào gốc trong hydrogelAI tóm tắt
Tổng quan hệ thống về công nghệ in sinh học 3D kết hợp tế bào gốc bao gói trong chất nền hydrogel cho các ứng dụng kỹ thuật tạo mô và y học tái tạo. Bài báo thảo luận toàn diện về các thông số cơ sinh học, độ nhớt dịch in mực sinh học và khả năng duy trì sức sống của tế bào sau quy trình in.
- Hydrogel siêu xốp gốc polysaccharide tích hợp hạt nano đồng: chất xúc tác xanh và đa năng cho tổng hợp 1,2,3-triazoleAI tóm tắt
Ứng dụng mạng lưới hydrogel siêu xốp nền polysaccharide gắn hạt nano đồng làm xúc tác dị thể xanh cho phản ứng cộng đóng vòng tổng hợp dẫn xuất 1,2,3-triazole. Xúc tác hydrogel thể hiện hoạt tính chuyển hóa cao đối với nhiều tiền chất azide và alkyne, đồng thời dễ dàng thu hồi tái sử dụng nhiều lần mà không giảm hiệu suất.
Nổi bật tại Việt Nam
- Preparation of hydrogel based on cellulose from sugarcane bagasseAI tóm tắt
Nghiên cứu chế tạo vật liệu hydrogel siêu hấp thụ từ nguồn cellulose chiết xuất từ bã mía thông qua phản ứng đồng trùng hợp ghép với monomer acrylic acid và chất liên kết ngang MBA. Gel thu được sở hữu khả năng giữ nước cao và tiềm năng ứng dụng thực tiễn trong nông nghiệp giữ ẩm đất trồng trọt.
- Investigative synthesis and optimization of Ca²⁺/Al³⁺ dual cross-linked alginate hydrogel beads for water vapor adsorptionAI tóm tắt
Tối ưu hóa quy trình tổng hợp hạt vi cầu hydrogel alginate liên kết ngang kép đồng thời bằng hai ion kim loại Ca²⁺ và Al³⁺ bằng phương pháp ép đùn tạo gel phục vụ thu gom hơi nước khí quyển. Các hạt hydrogel duy trì độ ổn định cấu trúc hình thái cao và nâng cao đáng kể dung lượng hấp phụ ẩm không khí.