مروری بر هیدروژل های نانوکامپوزیتی: رئولوژی، ریخت شناسی و کاربردها

وجود ضعف در استحکام مکانیکی و عدم پایداری حرارتی هیدروژل ها، سبب ایجاد محدودیت در کاربرد گسترده ی  آن ها در صنایع مختلف شده است. نیاز روز افزون صنعت برای رفع این مسئله و دستیابی به هیدروژل هایی با خواص بهبود یافته، منجر به طراحی و تولید هیدروژل های نانوکامپوزیتی شده است.

شبکه ی پلیمری هیدروژل های نانوکامپوزیتی در مقایسه با هیدروژل های مرسوم، دارای خواص ارتجاعی و رئولوژیکی بهبود یافته است. از دیگر نکاتی که بر اهمیت مطالعات ساختاری هیدروژل های نانوکامپوزیتی می افزاید، استحکام بالای این مواد در مقابل اعمال نیروی خارجی و همچنین حفظ ساختار آن در برابر افزایش دما است. در این راستا نوع و مقادیر نانوماده، روش ساخت و شکل گیری شبکه ی هیدروژل، نقش قابل توجهی در بهبود خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی هیدروژل ها دارد و البته پارامترهای ذکر شده وابسته به کاربرد هیدروژل های نانوکامپوزیت، متفاوت خواهد بود. که همین امر لزوم تولید هیدروژل های نانوکامپوزیت خیاط دوز(tailor-made) را نشان می دهد. بنابراین آشنایی با گستره ی نانومواد، روش ساخت و شناسایی محصول در کنار اطلاعات کافی در مورد کاربرد این مواد نقش مهمی در تضمین موفقیت این مواد خواهد داشت که این امر مستلزم پژوهش و مطالعات کتابخانه ای جامع و اشراف به فرایندهای پلیمریزاسیون، علوم ریخت شناسی و رئولوژی خواهد بود.

در این مقاله مروری، به پیشرفت های علمی در زمینه ی هیدروژل های نانوکامپوزیتی با تمرکز بر انواع آن مبنی بر نوع نانوذرات، ویژگی های آن، روش های ساخت، روش های شناسایی با دیدگاهی نوین در زمینه های رئولوژی، آنالیز حرارتی و ریخت شناسی پرداخته شده است و در نهایت قابلیت کاربرد این مواد در قالب یک جدول جامع در زمینه های متفاوتی چون مهندسی بافت، ازدیاد برداشت نفت، کشاورزی و... گردآوری شده است.