Auteur: Muhammet Furkan Bolakar | Moleculair Bioloog & Wetenschapscommunicator
LinkedIn:
(Vertaling door de redactie)
In een baanbrekende prestatie hebben wetenschappers van de Aalto Universiteit (Finland) en de Universiteit van Bayreuth (Duitsland) een nieuwe hydrogel ontwikkeld die duurzaamheid, flexibiliteit en zelfherstellend vermogen combineert – een combinatie die nog nooit eerder in synthetische materialen was bereikt.
We komen dagelijks in aanraking met gels: van zachte, kleverige producten die worden gebruikt in haarverzorging tot gelei-achtige ingrediënten in voeding. Zelfs de menselijke huid heeft gelachtige eigenschappen, maar beschikt over een unieke combinatie van sterkte, soepelheid en zelfherstellend vermogen – meestal herstelt de huid zichzelf binnen 24 uur na een verwonding. Tot nu toe konden synthetische gels slechts één van deze eigenschappen nabootsen, maar nooit alle drie tegelijk.
Het onderzoeksteam overwon deze beperking door ultradunne, grote klei-nanosheets te integreren in de structuur van de hydrogel. Deze toevoeging creëerde een sterk verstrengeld netwerk van polymeren tussen de nanosheets, wat de mechanische sterkte van de gel aanzienlijk verhoogde en tegelijkertijd opmerkelijke zelfherstellende eigenschappen mogelijk maakte.
Wanneer de hydrogel wordt doorgesneden, herstelt 80–90% van de schade binnen vier uur, met een bijna volledig herstel na 24 uur. De hydrogel is slechts 1 millimeter dik, maar bevat ongeveer 10.000 nanosheets en vertoont een huidachtige combinatie van stevigheid en flexibiliteit.
Volgens prof. Josef Breu: “De sleutel tot het bereiken van een hoge sterkte ligt in de toevoeging van ultragrote, ultradunne klei-nanosheets die gelijkmatig in water opzwellen.”
Deze baanbrekende samenwerking tussen Aalto en Bayreuth, gepubliceerd in Nature Materials onder de titel “Stiff and self-healing hydrogels by polymer entanglements in co-planar nanoconfinement”, kan leiden tot transformatieve innovaties in de biomedische sector, zachte robotica en synthetische weefseltechnologie.
