Ламелярно-ланцюгові гідрогелі: особливості структури
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe68.8.536Ключові слова:
гiдрогель, ламелярно-ланцюгова сiтка, малокутове рентгенiвське розсiянняАнотація
Розглядається можливiсть створення на основi бiнарного водного розчину полiмерних та олiгомерних молекул гiдрогелiв нового типу – ламелярно-ланцюгових – iз каркасом пiдвищеної жорсткостi. Запропоновано гiпотетичну модель такого каркасу, структурними елементами якого є олiгомернi ламели та полiмернi ланцюги. Цi елементи з’єднуються завдяки тому, що кiнцi полiмерних ланцюгiв втягуються в пори ламел. Отримано формулу для вiльної енергiї такої системи. Показано, що збiльшення концентрацiї полiмера має привести до взаємного зближення ламел. Цей висновок узгоджується з результатами проведеного методом малокутового розсiяння рентгенiвських променiв експерименту, в якому дослiджувались бiнарнi воднi розчини полiмера (полiетиленглiколя) та олiгомера (додецилсульфата натрiю) з рiзними концентрацiями.
Посилання
The Mechanics of Hydrogels: Mechanical Properties, Testing, and Applications. Edited by H. Li, V. Silberschmidt (Elsevier, 2022) [ISBN: 978-0081028629].
Hydrogels - From Tradition to Innovative Platforms with Multiple Applications. Edited by L. Popa, M.V. Ghica, C. Dinu-Pirvu (IntechOpen, 2023) [ISBN: 978-1803555843].
Multicomponent Hydrogels: Smart Materials for Biomedical Applications. Edited by J.M. Dodda, K. Deshmukh, D. Bezuidenhout (Royal Society of Chemistry, 2023) [ISBN: 978-1839167270].
P.-G. Gennes. Scaling Concepts in Polymer Physics (Cornell University Press, 1979) [ISBN: 978-0801412035].
N. Chirani, L'Hocine Yahia, L. Gritsch, F.L. Motta, S. Chirani, S. Far'e. History and applications of hydrogels. J. Biomed. Sci. 4, 1 (2015).
Hydrogels. Gels Horizons: From Science to Smart Materials. Edited by V. Thakur, M. Thakur (Springer, 2018) [ISBN: 978-9811060779].
Sustainable Hydrogels: Synthesis, Properties, and Applications. Edited by S. Thomas, B. Sharma, P. Jain, S. Shekhar (Elsevier, 2023) [ISBN: 978-0323986182].
E. Cal'o, V.V. Khutoryanskiy. Biomedical applications of hydrogels: A review of patents and commercial products. Eur. Polym. J. 65, 252 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024
Polysaccharide Hydrogels: Characterization and Biomedical Applications. Edited by F. Alhaique, P. Matricardi, T. Coviello (Pan Stanford Publishing, 2016) [ISBN: 978-9814613620].
Intelligent Hydrogels in Diagnostics and Therapeutics. Edited by A. Kaushik, A. Ghosal (CRC Press, 2020) [ISBN: 978-1000056143].
Multifunctional Hydrogels for Biomedical Applications. Edited by I. Pashkuleva, R.A. Pires, R.L. Reis (Wiley, 2022) [ISBN: 978-3527347162].
A.S. Mundada. Update on Polymers for Ocular Drug Delivery (Smithers Information Limited, 2011) [ISBN: 978-1847355645].
Ophthalmic Product Development: From Bench to Bedside. Edited by S. Neervannan, U.B. Kompella (Springer, 2022) [ISBN: 978-3030763671].
Plant and Algal Hydrogels for Drug Delivery and Regenerative Medicine. Edited by B. Ghosh, T.K. Giri (Elsevier, 2021) [ISBN: 978-0128216507].
U.G. Spizzirri, G. Cirillo. Designing Hydrogels for Controlled Drug Delivery: Key Features and Future Perspectives (CRC Press, 2021) [ISBN: 978-0367782023].
Wound Healing Biomaterials., Vol.2: Functional Biomaterials. Edited by M. Agren (Elsevier, 2016) [ISBN: 978-0081006061].
Therapeutic Dressings and Wound Healing Applications. Edited by J. Boateng (Wiley, 2020) [ISBN: 978-1119433262].
Smart Hydrogels in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. Edited by F. Jia, X. Wang, Y. Yang, Y. Shi (Frontiers Media SA, 2020) [ISBN: 978-2889637652].
Hydrogels for Tissue Engineering and Regenerative Medicine: From Fundamentals to Applications. Edited by J.M. Oliveira, J. Silva-Correia, R.L. Reis (Elsevier, 2023) [ISBN: 978-0128239483].
O.M. Alekseev, Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, M.M. Lazarenko, L.A. Bulavin. The structure of polymer clusters in aqueous solutions of hydroxypropylcellulose. Ukr. J. Phys. 64, 238 (2019).
https://doi.org/10.15407/ujpe64.3.238
O.M. Alekseev, Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, M.M. Lazarenko, E.G. Rudnikov, L.A. Bulavin. Structural transition in dilute solutions of rod-like macromolecules. Ukr. J. Phys. 65, 50 (2020).
https://doi.org/10.15407/ujpe65.1.50
V.I. Kovalchuk. Phase separation dynamics in aqueous solutions of thermoresponsive polymers. Cond. Matter Phys. 24, 43601 (2021).
https://doi.org/10.5488/CMP.24.43601
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, L.A. Bulavin. Kinetics of the first-order phase transition in a varying temperature field. Ukr. J. Phys. 66, 978 (2021).
https://doi.org/10.15407/ujpe66.11.978
V.I. Kovalchuk, O.M. Alekseev, M.M. Lazarenko. Turbidimetric monitoring of phase separation in aqueous solutions of thermoresponsive polymers. J. Nano- Electron. Phys. 14, 01004 (2022).
https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01004
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.A. Bulavin. Determination of the surface tension coefficient of polymer gel. Ukr. J. Phys. 67, 365 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.5.365
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.A. Bulavin. Application of the light scattering method to study the hydrogel surface structure. Ukr. J. Phys. 67, 463 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.6.463
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.A. Bulavin. Electrocapillary properties of hydrogels. Ukr. J. Phys. 67, 658 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.9.658
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, S.V. Kondratenko, S.O. Alekseev, A.V. Brytan, L.Yu. Vergun, L.A. Bulavin. Features of network formation in solutions of rigid chain polymers. Ukr. J. Phys. 68, 132 (2023).
https://doi.org/10.15407/ujpe68.2.132
M. Karg, A. Pich, T. Hellweg, T. Hoare, L.A. Lyon, J.J. Crassous, D. Suzuki, R.A. Gumerov, S. Schneider, I.I. Potemkin, W. Richtering. Nanogels and microgels: from model colloids to applications, recent developments, and future trends. Langmuir 35, 6231 (2019).
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b04304
X. Liu, L. Zhang, B.El. Fil, C.D. Diaz-Marin, Y. Zhong, X. Li, S. Lin, E.N. Wang. Unusual temperature dependence of water sorption in semicrystalline hydrogels. Adv. Mater. 35, 2211763 (2023).
https://doi.org/10.1002/adma.202211763
N. Heydari, M. Asgari, N.S. Kaveh, Z. Fakhroueian. Novel application of PEG/SDS interaction as a wettability modifier of hydrophobic carbonate surfaces. Pet. Sci. 16, 318 (2019).
https://doi.org/10.1007/s12182-018-0260-z
Y. Deng, L. Yang. Preparation and characterization of polyethylene glycol (PEG) hydrogel as shape-stabilized phase change material. Appl. Therm. Eng. 114, 1014 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.11.207
L.E. Jansen, L.D. Amer, E.Y-T. Chen, T.V. Nguyen, L.S. Saleh, T. Emrick, W.F. Liu, S.J. Bryant, S.R. Peyton. Zwitterionic PEG-PC hydrogels modulate the foreign body response in a modulus-dependent manner. Biomacromolecules 19, 2880 (2018).
https://doi.org/10.1021/acs.biomac.8b00444
C. Lin, K.S. Anseth. PEG hydrogels for the controlled release of biomolecules in regenerative medicine. Pharm. Res. 26, 631 (2009).
https://doi.org/10.1007/s11095-008-9801-2
S.T. Lust, D. Hoogland, M.D.A. Norman, C. Kerins, J. Omar, G.M. Jowett, T.T.L. Yu, Z. Yan, J.Z. Xu, D. Marciano, R.M.P. da Silva, C.A. Dreiss, P. Lamata, R.J. Shipley, E. Gentleman. Selectively cross-linked tetra-PEG hydrogels provide control over mechanical strength with minimal impact on diffusivity. ACS Biomater. Sci. Eng. 7, 4293 (2021).
https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.0c01723
M. Claesson, K. Engberg, C.W. Frank, M. Andersson. Meso-ordered soft hydrogels. Soft Matter 8, 8149 (2012).
https://doi.org/10.1039/c2sm26226f
G. Wanka, H. Hoffmann, W. Ulbricht. Phase diagrams and aggregation behavior of poly(oxyethylene)-poly(oxypropylene)-poly(oxyethylene) triblock copolymers in aqueous solutions. Macromoleciles 27, 4145 (1994).
https://doi.org/10.1021/ma00093a016
L.A. Bulavin, O.Y. Aktan, Y.F. Zabashta. Vacancies in oligomer crystals. Polym. Sci. Ser. A 51, 1023 (2009).
https://doi.org/10.1134/S0965545X09090090
A.M. Kosevich. The Crystal Lattice: Phonons, Solitons, Dislocations, Superlattices (Wiley, 2005) [ISBN: 978-3527405084].
https://doi.org/10.1002/352760667X
Small Angle X-Ray Scattering. Edited by O. Glatter, O. Kratky (Academic Press, UK, 1982) [ISBN: 978-0122862809].
U.W. Gedde. Polymer Physics (Springer, 2013) [ISBN: 978-9401105439].
P. Debye. The intrinsic viscosity of polymer solutions. J. Chem. Phys. 14, 636 (1946).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
