Hidrogel konduktif poliakrilamida ialah sejenis bahan pintar yang menggabungkan kekonduksian elektrik polimer konduktif dengan sifat unik hidrogel. Hidrogel ini mempunyai pelbagai aplikasi, termasuk bioelektronik, perancah kejuruteraan tisu, dan penderia. Berikut ialah gambaran umum tentang penyediaan dan sifat hidrogel konduktif poliakrilamida:

Penyediaan:

1. Sintesis poliakrilamida (PAM): Poliakrilamida sering disintesis oleh pempolimeran radikal bebas monomer akrilamida. Tindak balas boleh dimulakan menggunakan pemula kimia atau permulaan fotokimia.

2. Pengenalan kekonduksian: Untuk memberikan kekonduksian kepada hidrogel, polimer konduktif, seperti polypyrrole (PPy) atau polyaniline (PANI), selalunya dimasukkan ke dalam matriks PAM. Ini boleh dicapai melalui pempolimeran in-situ atau dengan mencampurkan zarah polimer pengalir pra-terbentuk dengan larutan PAM.

3. Pautan silang: Pautan silang ditambahkan pada larutan PAM untuk membentuk struktur rangkaian tiga dimensi, memberikan hidrogel sifat seperti gelnya. Penyambung silang biasa termasuk N,N'-methylenebisacrylamide (BIS) atau poli(etilena glikol) diakrilat (PEGDA). Pautan silang boleh dicapai dengan kaedah terma, kimia atau fotokimia.

4. Bengkak dan penulenan: Hidrogel biasanya direndam dalam pelarut, seperti air, untuk membolehkan ia membengkak dan mengeluarkan sebarang monomer atau bahan kimia yang tidak bertindak balas. Proses penulenan sering diulang untuk memastikan penyingkiran kekotoran.

sifat:

1. Kekonduksian elektrik: Penggabungan polimer konduktif ke dalam matriks hidrogel memberikan kekonduksian elektrik kepada bahan yang terhasil. Kekonduksian elektrik ini membolehkan penghantaran isyarat elektrik atau penderiaan rangsangan elektrik.

2. Tingkah laku bengkak: Hidrogel mempunyai kandungan air yang tinggi dan boleh menyerap sejumlah besar air atau cecair biologi. Tingkah laku bengkak hidrogel konduktif poliakrilamida boleh dikawal dengan mengubah ketumpatan silang silang, pH, suhu, atau penambahan ion atau molekul tertentu.

3. Sifat mekanikal: Sifat mekanikal hidrogel konduktif poliakrilamida boleh disesuaikan dengan melaraskan ketumpatan silang silang atau menggabungkan pengisi atau gentian penguat. Ini membolehkan pembangunan hidrogel dengan keanjalan, kekuatan dan keliatan tertentu yang sesuai untuk pelbagai aplikasi.

4. Biokeserasian: Poliakrilamida secara amnya dianggap biokompatibel, dan hidrogel konduktif berdasarkan PAM telah digunakan secara meluas dalam kejuruteraan tisu dan aplikasi bioperubatan. Walau bagaimanapun, biokompatibiliti hidrogel boleh dipertingkatkan lagi dengan menggabungkan molekul bioaktif atau mengubah suai permukaan untuk menggalakkan lekatan dan pertumbuhan sel.

5. Ketindak balas rangsangan: Hidrogel, termasuk konduktif, boleh mempamerkan tindak balas rangsangan apabila keadaan kimia atau fizikal tertentu berubah. Sebagai contoh, hidrogel sensitif pH boleh mengalami perubahan volum sebagai tindak balas kepada perubahan pH, manakala hidrogel termoresponsif boleh mengubah sifatnya dengan variasi suhu.

Hidrogel konduktif poliakrilamida menawarkan gabungan unik kekonduksian elektrik dan sifat hidrogel, menjadikannya bahan serba boleh dengan pelbagai aplikasi berpotensi dalam pelbagai bidang.