메릴랜드 투데이

Jun 07, 2023

하이드로겔 시트는 무게의 100배에 달하는 물을 흡수할 수 있습니다.

작성자: Maryland Today Staff 2023년 1월 11일

UMD 연구진은 하이드로겔 시트(왼쪽)를 사용하여 거즈와 같은 물질보다 약 3배 더 많은 수성 액체를 흡수했습니다.

이미지: Matter/Choudhary et al.

부엌에서 흘린 탄산음료나 토마토 소스가 튀는 경우에는 종이 타월을 사용하고, 수술실에서는 거즈가 혈액을 흡수하는 경우가 많습니다. 그러나 메릴랜드 대학 연구진은 약 3배 더 많은 수성 액체를 흡수하고 보유하는 하이드로겔(건조 시트 형태의 젤라틴 유사 물질)을 사용하여 더 나은 픽업 어퍼를 만들었습니다.

최근 Matter 저널에 발표된 이 방법은 언젠가 부엌, 욕실 또는 의료 환경에서 사용할 수 있는 흡수성, 접이식 및 절단 가능한 "젤 시트"를 생산합니다. 자기 무게의 100배 이상 물을 흡수하는 폴리머라고 알려진 큰 분자의 웹으로 만들어진 일반적인 하이드로겔과 달리, 새로운 소재는 건조해도 부서지거나 부서지지 않습니다.

UMD의 화학 및 생체분자 공학 교수인 교신 저자인 Srinivasa Raghavan은 "우리는 하이드로겔이 어떤 모습일 수 있는지 다시 상상했습니다."라고 말했습니다. "우리가 한 일은 종이 타월과 하이드로겔의 원하는 특성을 결합한 것입니다."

연구진은 젤 시트를 만들기 위해 지퍼백에 하이드로겔에 필요한 산, 염기, 기타 성분을 혼합했다. 식초가 베이킹 소다를 만나는 것처럼 혼합물은 젤 내에서 이산화탄소 거품을 방출하여 다공성 거품 같은 물질을 생성합니다. 다음으로, 지퍼백을 유리판 사이에 끼워 시트를 만든 다음 자외선에 노출시켰습니다. 그러면 거품 주위에 액체가 고정되어 모공이 남게 되었습니다. 마지막으로 세트 시트를 알코올과 글리세롤에 담근 뒤 자연 건조시켰다. 이를 통해 건조된 젤 시트가 직물의 질감과 유사하게 부드럽고 유연한 상태를 유지할 수 있었습니다.

Raghavan은 “우리가 아는 한, 이것은 그러한 촉각적 및 기계적 특성을 갖는 것으로 보고된 최초의 하이드로겔입니다. 겔 시트는 또한 주변 조건에서 1년 동안 부드럽고 유연하게 유지되어 안정성을 나타냅니다. "우리는 간단한 출발 물질로 몇 가지 독특한 특성을 달성하려고 노력하고 있습니다."

연구진이 25밀리리터(0.8온스)의 유출된 물 위에 젤 시트를 놓았을 때, 시트는 부풀어 오르고 20초 이내에 흡수되어 물이 떨어지지 않고 유지되었습니다. 그러나 천 패드는 물의 약 60%만 흡수하여 물방울이 남게 되었습니다.

젤 시트는 시럽, 혈액, 심지어 물보다 100만 배 더 두꺼운 액체와 같은 걸쭉한 액체에서도 잘 작동했습니다. 연구원들은 젤 시트가 60초 이내에 거의 40밀리리터(1.4온스)의 혈액을 흡수할 수 있는 반면 거즈 드레싱은 혈액의 55%만 흡수한다는 것을 발견했습니다. 젤 시트는 액체를 잘 담는 반면, 피에 젖은 거즈는 흘러내립니다.

생리대, 스펀지, 거즈에 비해 젤시트는 다른 시트에 비해 혈액을 2배 이상 흡수하는 것으로 나타났다.

다음으로 팀은 흡수성을 높이고, 재료를 강화하고, 비용을 낮추고, 시트를 재사용 가능하게 만들어 젤 시트를 최적화할 계획입니다. 연구진은 또한 기름을 흡수하는 젤 시트 개발도 모색하고 있습니다.

유연하고 흡수성이 있는 특성으로 인해 젤 시트는 드레싱 시 심한 상처에서 출혈을 멈출 가능성도 있습니다.

Raghavan은 “나는 단지 논문을 출판하는 것보다 우리의 발명품을 더 발전시키는 데 항상 관심이 있습니다.”라고 말했습니다. “실제로 활용하면 정말 좋을 것 같아요.”

이 기사는 Cell Press의 보도 자료를 수정한 것입니다.

연구

화학 및 생체분자공학 연구

A. 제임스 클라크 공과대학