Ученые на базе ионной воды, глины и целлюлозы получили новый, автоматически крепкий и термически устойчивый ионогель, который обладает высочайшей ионной проводимостью в широком спектре температур (от -40 до +80 °C) и возможно может применяться для сотворения электрических устройств с ионными проводниками, к примеру гибких датчиков либо сенсоров движения. Исследование размещено в журнальчике Coatings.
© Unsplash
Важное свойство ионогеля — электропроводность — обеспечивается включением в его структуру низкотемпературных расплавов органических солей, состоящих только из ионов. Ионные воды владеют уникальными качествами: они негорючи, термически и электрохимически размеренны, неплохо проводят ток и так нелетучи, что не испаряются даже в вакууме. В конечное десятилетие ученые на базе ионных жидкостей разработали разные химические устройства: литиевые батареи, топливные элементы, технологию планируют применять в качестве биохимических сенсоров и детекторов для биомедицинских целей. Текучесть ионных жидкостей ограничивает их применение в аква среде, потому что они могут просто-напросто вытечь наружу. Ионогели — гибридные материалы, сочетающие характеристики неорганической матрицы и ионной воды, владеют качествами жестких тел и лишены этого недочета.
Ученые из Института химии смесей им. Г. А. Крестова разработали обычной метод получения ионогелей. В этом случае ионогели получали смешиванием ионных жидкостей с природными наноматериалами — глинистыми минералами и наночастицами целлюлозы. Приобретенный материал обладает высочайшей пластичностью и подходящ для формования изделий способами экструзии. Его ионная проводимость сравнима с наилучшими ионными проводниками. Композиция растворимого в ионной воды природного полимера — целлюлозы — с глиной дозволила регулировать физико-механические характеристики композита и изменять его электропроводность, регулируя соотношения составных частей. Материал может трудиться в широком температурном интервале — от -30 до +80 °C. Приобретенные данные дозволили лучше осознать, как оказывает влияние наличие вещества в ограниченном пространстве наноструктур на характеристики ионогелей.
Чтоб применять ионогели для биомедицинских целей, нужно прирастить их гибкость. Эластичные ионные проводники за счет конфигурации проводимости при растяжении и сжатии могут применяться при разработке устройств для отслеживания движения, ряда физиологических характеристик конкретно на теле пациента. Благодаря этим свойствам гибкие датчики могут использоваться в интерфейсах «человек — ПК».
«Ионогели с экологически “чистым” целлюлозно-глинистым каркасом и биосовместимой ионной жидкостью в перспективе могут быть использованы также для доставки фармацевтических средств через кожу либо слизистые оболочки, когда внутривенное и пероральное введение не подходят, к примеру если лекарства разрушаются либо расщепляются в пищеварительной системе. Также, значимые перспективы внедрения ионных жидкостей связаны с их высочайшей бактерицидной активностью. Но для сотворения таких систем требуются отдельные исследования», — поведал Александр Агафонов, ведущий создатель исследования, заведующий лабораторией химии гибридных наноматериалов и супрамолекулярных систем Института химии смесей.