Ultrasonikasyon ile Avantajlı Hidrojel Üretimi

Sonikasyon, yüksek performanslı hidrojellerin hazırlanması için oldukça etkili, güvenilir ve basit bir tekniktir. Bu hidrojeller, absorpsiyon kapasiteleri, viskoelastisite, mekanik mukavemet, sıkıştırma modülü ve kendi kendini iyileştirme işlevleri gibi mükemmel malzeme özellikleri sunar.

Hidrojel Üretimi için Ultrasonik Polimerizasyon ve Dispersiyon

Hidrojeller, büyük miktarlarda su veya sıvıyı emebilen hidrofilik, üç boyutlu polimerik ağlardır. Hidrojeller olağanüstü bir şişme kapasitesi sergiler. Hidrjellerin yaygın yapı taşları arasında polivinil alkol, polietilen glikol, sodyum poliakrilat, akrilat polimerleri, karbomerler, polisakkaritler veya çok sayıda hidrofilik grup içeren polipeptitler ve kollajen, jelatin ve fibrin gibi doğal proteinler bulunur.
Hibrit hidrojeller olarak adlandırılan hidrojeller, proteinler, peptitler veya nano- / mikro yapılar gibi çeşitli kimyasal, işlevsel ve morfolojik olarak farklı malzemelerden oluşur.
Ultrasonik dispersiyon, karbon nanotüpler (CNT'ler, MWCNT'ler, SWCNT'ler), selüloz nanokristalleri, kitin nanofiberler, titanyum dioksit, gümüş nanopartiküller, proteinler ve diğer mikron gibi nano malzemeleri homojenize etmek için oldukça verimli ve güvenilir bir teknik olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, sonikasyonu olağanüstü niteliklere sahip yüksek performanslı hidrojeller üretmek için ana araç haline getirir.

Araştırmalar Ne Gösteriyor? – Ultrasonik Hidrojel Hazırlama

İlk olarak, ultrasonikasyon, hidrojel oluşumu sırasında polimerizasyonu ve çapraz bağlama reaksiyonlarını teşvik eder.
İkincisi, ultrasonikasyonun hidrojeller ve nanokompozit hidrojellerin üretimi için güvenilir ve etkili bir dispersiyon tekniği olduğu kanıtlanmıştır.

Hidrojellerin Ultrasonik Çapraz Bağlanması ve Polimerizasyonu

Ultrasonication, serbest radikal üretimi yoluyla hidrojel sentezi sırasında polimerik ağların oluşumuna yardımcı olur. Yoğun ultrason dalgaları, yüksek kesme kuvvetlerine, moleküler kesmeye ve serbest radikal oluşumuna neden olan akustik kavitasyon oluşturur.

Cass ve ark. (2010), suda çözünür monomerlerin ve makromonomerlerin ultrasonik polimerizasyonu yoluyla birkaç "akrilik hidrojel hazırladı. Ultrason, 37 ° C'de açık bir sistemde gliserol, sorbitol veya glikoz katkı maddeleri kullanılarak viskoz sulu monomer çözünasyonlarında başlatıcı radikaller oluşturmak için kullanıldı. Suda çözünür katkı maddeleri hidrojel üretimi için gerekliydi, gliserol en etkili olanıydı. Hidrojeller, 2-hidroksietil metakrilat, poli (etilen glikol) dimetakrilat, dekstran metakrilat, akrilik asit / etilen glikol dimetakrilat ve akrilamid/bis-akrilamid monomerlerinden hazırlandı. [Cass ve ark. 2010] Bir prob ultrasonikatörü kullanılarak yapılan ultrason uygulamasının, suda çözünür vinil monomerlerin polimerizasyonu ve ardından hidrojellerin hazırlanması için etkili bir yöntem olduğu bulunmuştur. Ultrasonik olarak başlatılan polimerizasyon, kimyasal bir başlatıcının yokluğunda hızlı bir şekilde gerçekleşir.
Çalışmanın tam protokolünü burada bulabilirsiniz!
 

Nanokompozit hidrojellerin ve nanojellerin ultrasonik sentezi hakkında daha fazla bilgi edinin!

Ultrasonication her türlü polimer ve biyopolimer ile uyumludur ve nanopartiküller, nanokristaller veya nanofiberler gibi nano yapılı malzemelerle hibrit hidrojelleri güçlendirmeye izin verir. Hidrojellerin çeşitli nanomalzemelerle takviye edilmesi, nanokompozit hidrojellerin fizikokimyasal ve reo-mekanik özelliklerinin değiştirilmesine ve kontrol edilmesine izin verir, çünkü mikro yapılar elde edilen malzeme özellikleri için anahtar faktördür.

Poli (akrilamid-ko-itakonik asit) imalatı – Sonikasyon kullanarak MWCNT Hidrojel

Mohammadinezhada ve ark. (2018), poli (akrilamid-ko-itakonik asit) ve çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT'ler) içeren süper emici bir hidrojel kompozitini başarıyla üretti. Hielscher ultrasonik cihaz ile ultrasonikasyon yapıldı UP200S Serisi. Hidrojelin stabilitesi, MWCNT'lerin hidrofobik doğasına ve çapraz bağlayıcı yoğunluğunun artmasına atfedilebilecek artan MWCNT oranları ile artmıştır. P (AAm-co-IA) hidrojelin su tutma kapasitesi (WRC) de MWCNT (ağırlıkça ) varlığında arttırılmıştır. Bu çalışmada, ultrasonikasyonun etkileri, karbon nanotüplerin polimer yüzeyindeki düzgün dağılımı açısından üstün olarak değerlendirildi. MWCNT'ler, polimerik yapıda herhangi bir kesinti olmaksızın sağlamdı. Ek olarak, elde edilen nanokompozitin mukavemeti ve su tutma kapasitesi ve Pb (II) gibi diğer çözünür malzemelerin emilimi arttırılmıştır. Sonikasyon başlatıcıyı kırdı ve MWCNT'leri artan sıcaklık altında polimer zincirlerinde mükemmel bir dolgu maddesi olarak dağıttı.
Araştırmacılar, bu "reaksiyon koşullarının geleneksel yöntemlerle elde edilemeyeceği ve parçacıkların konakçıya homojenliği ve iyi dağılımının sağlanamayacağı sonucuna varıyorlar. Ek olarak, sonikasyon işlemi nanopartikülleri tek parçacıklara ayırırken, karıştırma bunu yapamaz. Boyut küçültme için başka bir mekanizma, güçlü akustik dalgaların, bu ışınlamanın parçacıkların H-bağını kırdığı ve daha sonra toplanan parçacıkları ayrıştırdığı ve -OH gibi serbest adsorptif grupların sayısını artıran hidrojen bağı gibi ikincil bağlar üzerindeki etkisidir ve erişilebilirlik. Bu nedenle, bu önemli olay, sonikasyon işlemini literatürde uygulanan manyetik karıştırma gibi diğerlerine göre daha üstün bir yöntem haline getirmektedir. [Mohammadinezhada ve diğerleri, 2018]

Hidrojel Sentezi için Yüksek Performanslı Ultrasonikatörler

Hielscher Ultrasonics, hidrojellerin sentezi için yüksek performanslı ultrasonik ekipman üretmektedir. Küçük ve orta boy R'den&Sürekli modda ticari hidrojel üretimi için endüstriyel sistemlere D ve pilot ultrasonicators, Hielscher Ultrasonics'in işlem gereksinimlerinizi karşıladığı vardır.
Endüstriyel sınıf ultrasonicators, güvenilir çapraz bağlama ve polimerizasyon reaksiyonlarına ve nano parçacıkların düzgün dağılımına izin veren çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 24/7/365 çalışmada sürekli olarak kolayca çalıştırılabilir. Daha da yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur.

Ek teknik bilgi, fiyatlandırma ve taahhütsüz fiyat teklifi için bugün bize sorun. Uzun süredir deneyimli personelimiz size danışmaktan mutluluk duyar!
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: