Nowe materiały inteligentne. Biopowłoki wrażliwe na temperaturę i pH!
Zespół naukowców z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Politechniki Lwowskiej opracował innowacyjny typ biopowłok polimerowych pochodzących ze źródeł odnawialnych, które wykazują unikalny, wcześniej nieopisany mechanizm termoprzełączalności zależny również od pH otoczenia.
Wyniki tych badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Chemical Engineering Journal”, co potwierdza ich wysoką wartość naukową i potencjał aplikacyjny.
Naukowcy wytworzyli nanostrukturalne powłoki polimerowe metodą polimeryzacji z użyciem monomerów uzyskanych z oleju rycynowego – surowca w pełni odnawialnego i przyjaznego środowisku. Otrzymane materiały charakteryzują się wyjątkową zdolnością do zmiany swoich właściwości w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne. Wraz ze wzrostem temperatury powłoki przechodzą kolejne etapy przemiany – od elastycznego, sprężystego materiału po ciecz lepką.
Co istotne, zachowanie to można kontrolować również poprzez zmianę pH środowiska. W roztworach o pH w zakresie 5–7 powierzchnia staje się bardziej hydrofilowa i jednocześnie silniej reaguje na zmiany temperatury, natomiast w środowisku silnie kwaśnym lub zasadowym (pH 3 i 9) efekt ten zanika, a materiał ulega przebudowie w skali mikroskopowej.
Odkrycie tego złożonego, dwuczynnikowego mechanizmu termoprzełączalności otwiera nowe możliwości projektowania materiałów inteligentnych, których właściwości można precyzyjnie regulować za pomocą prostych parametrów fizykochemicznych. Dzięki temu opracowane biopowłoki mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach biomedycyny – od implantologii i inżynierii tkankowej, przez biosensory, aż po systemy kontrolowanego uwalniania leków. Ich naturalne pochodzenie oraz potencjalna biokompatybilność czynią je szczególnie obiecującymi dla zastosowań, w których kluczowa jest zgodność materiału z żywymi tkankami.
Jak podkreślają eksperci, możliwość wytwarzania funkcjonalnych materiałów z surowców biologicznych stanowi ważny krok w kierunku rozwoju zrównoważonej i inteligentnej technologii materiałowej. Opracowana w Krakowie i we Lwowie koncepcja łączy zaawansowaną fizykochemię polimerów z ideą zielonej chemii, pokazując, że nowoczesne badania materiałowe mogą nie tylko poszerzać granice nauki, ale też dostarczać realnych rozwiązań dla medycyny przyszłości.
Źródło: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Czytaj też: Młodzi chemicy ratują polskie rolnictwo przed pestycydami
Grafika tytułowa: ThisIsEngineering / Pexels
