सरल लोकप्रिय विज्ञान: 1 मिनट में समझें हाइड्रोजेल क्या है? इसका क्या उपयोग है?

[विज्ञान परिभाषा]

हाइड्रोजेल हाइड्रोफिलिक बहुलक श्रृंखलाओं के नेटवर्क हैं, जिन्हें कोलाइडल जैल कहा जाता है, जिसमें पानी फैलाव माध्यम है। त्रि-आयामी सॉफ्टवेयर क्रॉस-लिंकिंग द्वारा एक साथ आयोजित हाइड्रोफिलिक बहुलक श्रृंखलाओं के कारण है। क्रॉस-लिंकिंग के कारण, हाइड्रोजेल नेटवर्क की संरचनात्मक अखंडता पानी की उच्च सांद्रता (doi:10.1021/acs.jchemed.6b00389) से भंग नहीं होगी। हाइड्रोजेल भी अत्यधिक शोषक होते हैं (उनमें 90% से अधिक पानी हो सकता है) प्राकृतिक या सिंथेटिक बहुलक नेटवर्क। शब्द "हाइड्रोजेल" पहली बार 1894 में साहित्य में दिखाई दिया (doi:10.1007/BF01830147)। प्रारंभ में, हाइड्रोजेल पर शोध इस अपेक्षाकृत सरल रासायनिक रूप से क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर नेटवर्क पर केंद्रित था, ताकि इसकी बुनियादी विशेषताओं, जैसे कि सूजन / सूजन कैनेटीक्स और संतुलन, विलेय प्रसार, वॉल्यूम चरण संक्रमण और स्लाइडिंग घर्षण, और अनुसंधान ऐसे अनुप्रयोगों का अध्ययन किया जा सके। जैसे नेत्र विज्ञान और दवा वितरण। हाइड्रोजेल अनुसंधान के निरंतर विकास के साथ, इसका ध्यान सरल नेटवर्क से "प्रतिक्रिया" नेटवर्क पर स्थानांतरित हो गया है। इस स्तर पर, विभिन्न हाइड्रोजेल विकसित किए गए हैं जो पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे पीएच, तापमान और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में परिवर्तन का जवाब दे सकते हैं। एक हाइड्रोजेल एक्चुएटर प्रस्तावित है जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों पर प्रतिक्रिया करता है। हालांकि, उस समय के हाइड्रोजेल आमतौर पर यांत्रिक रूप से बहुत नरम या बहुत भंगुर थे, जो उनके संभावित अनुप्रयोगों को बहुत सीमित करते थे। नई सहस्राब्दी के आगमन के साथ, हाइड्रोजेल ने अपने यांत्रिक गुणों में सुधार के साथ एक नए युग में भी प्रवेश किया है। इस सफलता ने हाइड्रोजेल के कई अंतःविषय अध्ययनों को जन्म दिया है। आजकल, ऊर्जा-खपत संरचनाओं के साथ विभिन्न रासायनिक विधियों का उपयोग हाइड्रोजेल बनाने के लिए किया जा सकता है जो मांसपेशियों और उपास्थि से अधिक मजबूत होते हैं। इसके अलावा, यह अन्य कार्यों को भी प्राप्त करता है, जैसे कि स्व-उपचार, कई उत्तेजना प्रतिक्रियाएं, आसंजन, सुपर वेटेबिलिटी, आदि। मजबूत हाइड्रोजेल के अभिनव विकास ने सॉफ्ट रोबोट, कृत्रिम सहित विभिन्न क्षेत्रों में इस सामग्री के संभावित अनुप्रयोगों का विस्तार किया है। अंग, पुनर्योजी दवा, आदि (doi:/10.1021/acs.macromol.0c00238)।

【मुख्य उद्देश्य】

1. ऊतक इंजीनियरिंग में मचान (doi:10.1002/advs.201801664)।

2. जब मचान के रूप में उपयोग किया जाता है, तो हाइड्रोजेल में ऊतकों की मरम्मत के लिए मानव कोशिकाएं हो सकती हैं। वे कोशिकाओं के 3डी माइक्रोएन्वायरमेंट की नकल करते हैं (doi:10.1039/C4RA12215)।

3. सेल कल्चर के लिए हाइड्रोजेल-लेपित कुओं का उपयोग करें (doi:10.1126/science.1116995)।

4. पर्यावरण की दृष्टि से संवेदनशील हाइड्रोजेल (जिसे "स्मार्ट जैल" या "स्मार्ट जैल" भी कहा जाता है)। इन हाइड्रोजेल में पीएच, तापमान या मेटाबोलाइट एकाग्रता में परिवर्तन को महसूस करने और ऐसे परिवर्तन जारी करने की क्षमता होती है (doi:10.1016/j.jconrel.2015.09.011)।

5. इंजेक्शन योग्य हाइड्रोजेल, जिसका उपयोग रोगों के उपचार के लिए दवा वाहक के रूप में या पुनर्जनन उद्देश्यों या ऊतक इंजीनियरिंग के लिए एक सेल वाहक के रूप में किया जा सकता है (doi: 10.1021/acs.biomac.9b00769)।

6. सतत रिलीज दवा वितरण प्रणाली। दवा की रिहाई को नियंत्रित करने के लिए आयनिक शक्ति, पीएच और तापमान को ट्रिगर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है (doi:10.1016/j.cocis.2010.05.016)।

7. परिगलित और रेशेदार ऊतकों का अवशोषण प्रदान करें, घटते और सड़ते रहें

8. हाइड्रोजेल जो विशिष्ट अणुओं (जैसे ग्लूकोज या एंटीजन) पर प्रतिक्रिया करते हैं, उन्हें बायोसेंसर या डीडीएस (doi: 10.1021/cr500116a) के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

9. डिस्पोजेबल डायपर मूत्र को अवशोषित कर सकते हैं या सैनिटरी नैपकिन में डाल सकते हैं (doi:10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024)।

10. कॉन्टैक्ट लेंस (सिलिकॉन हाइड्रोजेल, पॉलीएक्रिलामाइड, सिलिकॉन युक्त हाइड्रोजेल)।

11. क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर (पॉलीइथाइलीन ऑक्साइड, पॉलीएएमपीएस और पॉलीविनाइलपाइरोलिडोन) से बने हाइड्रोजेल का उपयोग करते हुए ईईजी और ईसीजी मेडिकल इलेक्ट्रोड।

12. हाइड्रोजेल विस्फोटक।

13. गुदा प्रशासन और निदान।

14. क्वांटम डॉट्स की पैकेजिंग।

15. स्तन प्रत्यारोपण (स्तन वृद्धि)।

16. गोंद।

17. शुष्क क्षेत्रों में मिट्टी की नमी बनाए रखने के लिए उपयोग किए जाने वाले कण।

18. जलने या अन्य कठिन घावों को ठीक करने के लिए ड्रेसिंग। नम वातावरण बनाने या बनाए रखने में वाउंड जेल बहुत मददगार होता है।

19. बाहरी उपयोग के लिए दवा भंडारण; विशेष रूप से आयनिक दवाएं जो आयनोफोरेसिस द्वारा वितरित की जाती हैं।

20. एक सामग्री जो पशु श्लैष्मिक ऊतकों का अनुकरण करती है, जिसका उपयोग दवा वितरण प्रणालियों के म्यूकोसल आसंजन गुणों का परीक्षण करने के लिए किया जाता है (doi:10.1039/C5CC02428E)।

21. ताप विद्युत उत्पादन। आयनों के साथ संयुक्त होने पर, यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और बैटरी से गर्मी को समाप्त कर सकता है, और ताप विनिमय को विद्युत आवेश में परिवर्तित कर सकता है।

【हमारी वर्तमान प्रगति】

वर्तमान में, हमारे हाइड्रोजेल अनुप्रयोगों का उपयोग मुख्य रूप से कॉस्मेटोलॉजी और चिकित्सा उपचार में किया जाता है, और प्रौद्योगिकी के मामले में देश और विदेश में हाइड्रोजेल उद्योग में अग्रणी स्थिति बनाए रखता है, और क्यूए \ क्यूसी स्थिर रहता है।