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sábado, fevereiro 22, 2025

Hidrogéis condutores iônicos robustos inspirados em tendões com estruturas multi-hierárquicas para monitoramento de medicação de pacientes asmáticos


Os hidrogéis condutores têm demonstrado um potencial substancial no campo do monitoramento de medicamentos devido à sua excepcional flexibilidade e biocompatibilidade. No entanto, alguns desafios, como baixa condutividade iônica, propriedades mecânicas restritas e sensibilidade limitada, impediram o seu desenvolvimento. Inspirados em tecidos de tendões alinhados semelhantes a fibras, foram desenvolvidos hidrogéis robustos e condutores com estruturas multi-hierárquicas através da construção de redes de álcool polivinílico (PVA) reforçadas com celulose usando técnica de congelamento direcional combinada com coordenação de íons bimetálicos Zn2+/Li+. Como resultado, foram alcançadas simultaneamente elevadas propriedades mecânicas (σ=1,5 MPa, ε=1020%), uma alta condutividade de 3,5 S/m e um baixo limite de detecção de deformação de 0,5% dos hidrogéis, atribuindo-o ao multi-hierárquico interações estruturais, como orientação de cadeias poliméricas, formação de domínios nanocristalinos e efeitos de coordenação iônica. Curiosamente, o hidrogel condutor mostrou grande potencial como eletrólito de baterias flexíveis de íons de zinco. Mais importante ainda, pela primeira vez, foi criada uma forte correlação entre as diferentes forças do vento e a resistência relativa do hidrogel e, portanto, um sistema inteligente de monitoramento de medicação em tempo actual foi então bem projetado, utilizando os hidrogéis iônicos como um sensor flexível, que pode ser usado para monitorar a ingestão de medicamentos em pacientes asmáticos bebês ou idosos. Este trabalho fornece uma estratégia verde e biomimética para construir hidrogéis condutores iônicos para monitoramento médico.

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