Maryland hoje

Folhas de hidrogel podem absorver 100 vezes seu peso em água

Pela equipe do Maryland Today, 11 de janeiro de 2023.

Os pesquisadores da UMD usaram uma folha de hidrogel (à esquerda) para absorver cerca de três vezes mais líquido à base de água do que materiais como gaze.

Imagem de Matter/Choudhary et al.

São toalhas de papel que salvam respingos de refrigerante e molho de tomate na cozinha, enquanto a gaze geralmente absorve sangue na sala de cirurgia. Mas os pesquisadores da Universidade de Maryland criaram uma parte superior do coletor melhor usando um hidrogel – um material semelhante à gelatina na forma de uma folha seca – que absorve e retém cerca de três vezes mais líquido à base de água.

O método, apresentado recentemente na revista Matter, produz uma “folha de gel” absorvente, dobrável e cortável que um dia poderá encontrar aplicação em cozinhas, banheiros ou ambientes médicos. Ao contrário dos hidrogéis típicos, que são feitos de uma rede de grandes moléculas conhecidas como polímeros que absorvem mais de 100 vezes o seu peso em água, o novo material não se torna quebradiço e não se desintegra quando seco.

“Reimaginamos a aparência de um hidrogel”, disse o autor correspondente Srinivasa Raghavan, professor de engenharia química e biomolecular da UMD. “O que fizemos foi combinar as propriedades desejadas de uma toalha de papel e de um hidrogel.”

Para elaborar as folhas de gel, a equipe de pesquisa misturou ácido, base e outros tipos de ingredientes para o hidrogel em um saco com zíper. Assim como o vinagre encontra o bicarbonato de sódio, a mistura liberou bolhas de dióxido de carbono dentro do gel, criando um material poroso e espumoso. Em seguida, o saco com zíper foi colocado entre placas de vidro para formar uma folha e depois exposto à luz ultravioleta, que fixa o líquido ao redor das bolhas, deixando poros para trás. Por fim, a equipe mergulhou a folha de jogo em álcool e glicerol e secou-a ao ar. Isto permitiu que a folha de gel seca permanecesse macia e flexível, semelhante à textura de um tecido.

“Até onde sabemos, este é o primeiro hidrogel que apresenta propriedades táteis e mecânicas”, disse Raghavan. As folhas de gel também permaneceram macias e flexíveis em condições ambientais durante um ano, indicando estabilidade. “Estamos tentando alcançar algumas propriedades únicas com materiais iniciais simples.”

Quando os pesquisadores colocaram a folha de gel sobre 25 mililitros (0,8 onças) de água derramada, a folha inchou e absorveu em 20 segundos, retendo a água sem pingar. Porém, a almofada de pano absorveu apenas cerca de 60% da água, deixando gotas.

A folha de gel também teve um bom desempenho com líquidos espessos, como xarope, sangue e até fluidos um milhão de vezes mais espessos que a água. Os pesquisadores descobriram que a folha de gel poderia absorver quase 40 mililitros (1,4 onças) de sangue em 60 segundos, enquanto o curativo de gaze absorvia apenas 55% do sangue. A folha de gel também retém bem o líquido, enquanto a gaze encharcada de sangue escorre.

Em comparação com absorventes higiênicos, esponjas e gaze, a folha de gel absorveu duas vezes mais sangue do que as outras.

Em seguida, a equipe planeja otimizar suas folhas de gel aumentando a absorção, fortalecendo o material, reduzindo o custo e tornando as folhas reutilizáveis. Os pesquisadores também buscam desenvolver folhas de gel para absorção de óleo.

Devido à sua natureza flexível e absorvente, as folhas de gel também têm o potencial de estancar o sangramento de feridas graves como curativos.

“Estou sempre interessado em levar nossas invenções além da simples publicação de um artigo”, disse Raghavan. “Seria maravilhoso levá-lo para uso prático real.”

Este artigo foi adaptado de um comunicado da Cell Press.

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Pesquisa em Engenharia Química e Biomolecular

Escola de Engenharia A. James Clark