Araştırmacılar Kendi Kendine Yapışan Jel İcat Ettiler.

Araştırmacılar Polimer jelleri Elde Etmenin Bir Yolunu Buldular.

İyi elektrik iletkenleri olan polimerler, örneğin algılama veya elektrostimülasyona yardımcı olmak için biyomedikal cihazlarda yararlı olabilir. Ancak yaygın kullanımlarını engelleyen bir yapışma noktası olmuştur: sensör veya mikroçip gibi bir yüzeye yapışamamaları ve vücuttaki neme rağmen sabit kalmamaları gibi. Şimdi, MIT’deki araştırmacılar ıslak yüzeylere yapışmak için iletken polimer jelleri elde etmenin bir yolunu buldular.

Biyomedikal cihazlar için kullanılan elektrotların çoğu platin veya platin-iridyum alaşımlarından yapılır, Bunlar, vücudun nemli ortamında dayanıklı ve kimyasal olarak kararlı olan çok iyi elektrik iletkenleridir, böylece çevre dokularla etkileşime girmezler. Ancak sertlikleri büyük bir dezavantajdır. Vücut hareket ettikçe esnemezler, hassas dokulara zarar verebilirler.

PSS gibi iletken polimerler, aksine, vücuttaki hassas dokuların yumuşaklığı ve esnekliği ile çok yakından eşleşebilir. Zor kısım, bağlı oldukları biyomedikal cihazlara bağlı kalmalarını sağlıyor. Araştırmacılar yıllardır bu polimerleri vücudun nemli ve sürekli hareket eden ortamlarında dayanıklı hale getirmek için uğraşıyorlar.

Ancak biyomedikal cihazları yapan şirketler sadece onları kullanmıyorlar, çünkü aşırı derecede güvenilir ve kararlı malzemelere ihtiyaçları var. Malzemenin başarısız olması, değiştirilmesi için invazif bir cerrahi prosedür gerektirebilir ve bu da hasta için ek risk taşır. Bu sorunu ele almak için çabaların çoğu, dayanıklılıklarını ve yapışabilme yeteneklerini geliştirmek için polimer malzemelerde önemli değişiklikler yapmayı içeriyordu. Şirketler zaten bu polimerleri üretmek için ekipmana büyük yatırımlar yaptı ve büyük değişiklikler yaptı formülasyona göre yeni üretim ekipmanlarına önemli yatırımlar yapılması gerekecektir.

Bu değişiklikler, ekonomik açıdan nispeten küçük, ancak potansiyel etki açısından büyük bir pazar için geçerli olacaktır. Denenen diğer yaklaşımlar belirli malzemelerle sınırlıdır. Bunun yerine, MIT ekibi mümkün olan en az değişikliği yapmaya, mevcut üretim yöntemleriyle uyumluluğu sağlamaya ve yöntemi çok çeşitli malzemeler için uygulanabilir hale getirmeye odaklandı.

Yöntemleri, iletken polimer hidrojel ile substrat malzemesi arasında son derece ince bir yapışkan tabaka içerir. Sadece birkaç nanometre kalınlığında (metrenin milyarda biri) olmasına rağmen, bu tabaka jellerin cam, poliimid, indiyum kalay oksit ve altın dahil olmak üzere çok çeşitli yaygın olarak kullanılan substrat malzemelerinden herhangi birine yapışmasında etkili olduğu ortaya çıkmaktadır. Yapışkan tabaka polimerin kendisine nüfuz ederek, uzun süre ıslak bir ortama maruz kaldığında bile malzemeyi yerinde tutan sağlam, dayanıklı bir koruyucu yapı üretir.

Yapışkan tabaka, cila kaplama, sprey kaplama ve daldırma kaplama dahil olmak üzere çeşitli standart imalat işlemleriyle cihazlara uygulanabilir ve mevcut imalat platformlarıyla entegrasyonu kolaylaştırır.

Araştırmacıların testlerinde kullandıkları kaplama, kolayca bulunabilen ve ucuz olan hidrofilik (su çekici) bir malzeme olan poliüretandan yapılmıştır, ancak diğer benzer polimerler de kullanılabilir. Bu tür malzemelerin iletken polimer üzerine kaplandıkları gibi “iç içe geçmiş ağlar oluşturduklarında çok güçlü hale geldiklerini” açıklar.

Bağlanma, alt tabaka malzemesinin bükülmesine, bükülmesine ve hatta katlanmasına karşı oldukça dirençli olduğunu kanıtlamaktadır. Yapışkan polimer, laboratuarda ultrason kullanılarak hızlandırılmış yaşlanma koşulları altında test edilmiş, ancak biyomedikal cihaz endüstrisinin böyle yeni bir malzemeyi kabul etmesi için, bu kaplanmış liflerin gerçekçi koşullar altında kararlılığını doğrulamak için daha uzun, daha sıkı testler gerektirir.

Stanford Üniversitesi’nde kimya mühendisliği profesörü olan Zhenan Bao, bu araştırmayla ilgili yapıştırıcılar zaten büyük bir zorluktur. Islak koşullarda iyi çalışan iletken yapıştırıcılar daha nadirdir. Sinir arayüzleri ve kalpten veya beyinden elektrik sinyallerinin kaydedilmesi için çok gereklidir.”