水凝胶是一种具有交联网络结构、能够吸收并保留大量的水、但又不溶于水的亲水聚合物材料。小时候被我们泡在瓶子里养大的水宝宝、怎么吃也吃不够的果冻和龟苓膏、医院里给病人消炎止痛用的伤口敷料等等,这些都是水凝胶。
由于水凝胶结构的强大的吸水性,使其在卫生、气象、石化、园艺等领域有着广泛应用,如药物的可控载送与缓释、人工造雪、钻井液添加剂、水果花卉的包装储运等。近日,一美国科研团队制造了一种超吸水、可折叠和切割的“凝胶片”,该材料与厨房纸巾相比,可吸收和容纳大约3倍的水基液体。
多孔材料和水凝胶都能够吸水,二者各有利弊。多孔材料如布、纸等的吸水性不强,但具有韧性、易于折叠和使用;水凝胶具有较强的吸水性,但干燥后却失去的原有的韧性,可用性不强。因此,研究团队决定将水凝胶与纸巾的优点结合起来,制造出一种吸水性超强同时又具备韧性的片状凝胶。
据了解,实验研究人员将酸、碱和其他凝胶成分在拉链袋内混合,使混合物释放出大量二氧化碳,从内部撑起水凝胶,由此得到一种多孔的泡沫状材料。随后就是定形,研究人员将拉链袋放置在两块玻璃板之间,并暴露在紫外线之下使其凝固,如此就得到了有孔隙的水凝胶薄片。再将得到的薄片浸入酒精与甘油之中,后进行风干,最后研究人员得到了一种类似织物质地,同时柔软有韧性的凝胶片。
判断一个水凝胶产品的吸水性主要有两个指标,它们分别是吸水能力、吸水速率,为此研究人员也做了相应的测试来检测所得凝胶片的性能。
研究人员测试后发现,与同尺寸的纸巾和抹布相比,该凝胶片的吸水量是相关产品的3倍以上,吸水能力毋庸置疑;在吸水速率上,凝胶片也表现出色,实验发现,凝胶片会在20秒内膨胀并吸收25ml的溢出水,并没有滴漏现象,然而抹布的吸水率只达到了60%左右,并出现滴漏的情况。
此外,研究人员表示该凝胶片也适用于吸收血液、糖浆等粘稠物体,凝胶片可以在60秒内吸收将近40ml血液,且不滴漏,与纱布辅料相比,更加优越。甚至比水浓100万倍的液体,凝胶片吸收起来也不在话下。
据了解,相关研究成果发表于《物质》。