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Las láminas de hidrogel pueden absorber 100 veces su peso en agua

Por el personal de Maryland Today 11 de enero de 2023

Los investigadores de la UMD utilizaron una lámina de hidrogel (izquierda) para absorber aproximadamente tres veces más líquido a base de agua que materiales como la gasa.

Imagen de Matter/Choudhary et al.

Son las toallas de papel las que rescatan los derrames de refrescos y las salpicaduras de salsa de tomate en la cocina, mientras que las gasas a menudo absorben sangre en el quirófano. Pero los investigadores de la Universidad de Maryland han creado un mejor recogedor mediante el uso de un hidrogel (un material similar a la gelatina en forma de lámina seca) que absorbe y retiene aproximadamente tres veces más líquido a base de agua.

El método, presentado recientemente en la revista Matter, produce una “lámina de gel” absorbente, plegable y cortable que algún día podría encontrar un hogar en cocinas, baños o entornos médicos. A diferencia de los hidrogeles típicos, que están hechos de una red de grandes moléculas conocidas como polímeros que absorben más de 100 veces su peso en agua, el nuevo material no se vuelve quebradizo ni se desmorona cuando se seca.

"Reimaginamos cómo puede verse un hidrogel", dijo el autor correspondiente Srinivasa Raghavan, profesor de ingeniería química y biomolecular de la UMD. "Lo que hemos hecho es combinar las propiedades deseadas de una toalla de papel y un hidrogel".

Para elaborar las láminas de gel, el equipo de investigación mezcló ácido, base y otros tipos de ingredientes para el hidrogel en una bolsa con cierre. Al igual que el vinagre se encuentra con el bicarbonato de sodio, la mezcla liberó burbujas de dióxido de carbono dentro del gel, creando un material poroso y parecido a una espuma. A continuación, la bolsa con cierre se intercaló entre placas de vidrio para formar una lámina y luego se expuso a luz ultravioleta, que fija el líquido alrededor de las burbujas, dejando poros. Por último, el equipo sumergió la sábana en alcohol y glicerol y la secó al aire. Esto permitió que la lámina de gel seca permaneciera suave y flexible, similar a la textura de una tela.

"Hasta donde sabemos, este es el primer hidrogel que tiene tales propiedades táctiles y mecánicas", dijo Raghavan. Las láminas de gel también permanecieron suaves y flexibles en condiciones ambientales durante un año, lo que indica estabilidad. "Estamos tratando de lograr algunas propiedades únicas con materiales de partida simples".

Cuando los investigadores colocaron la lámina de gel sobre 25 mililitros (0,8 onzas) de agua derramada, la lámina se hinchó y la absorbió en 20 segundos, reteniendo el agua sin gotear. Sin embargo, la almohadilla de tela solo absorbió alrededor del 60% del agua, dejando gotas.

La lámina de gel también funcionó bien con líquidos espesos, como jarabe, sangre e incluso fluidos que son un millón de veces más espesos que el agua. Los investigadores descubrieron que la lámina de gel podía absorber casi 40 mililitros (1,4 onzas) de sangre en 60 segundos, mientras que el vendaje de gasa absorbía sólo el 55% de la sangre. La lámina de gel también retiene bien el líquido, mientras que la gasa empapada de sangre gotea.

En comparación con las toallas sanitarias, las esponjas y las gasas, la lámina de gel absorbió más del doble de sangre que las demás.

A continuación, el equipo planea optimizar sus láminas de gel aumentando la absorbencia, fortaleciendo el material, reduciendo el costo y haciendo que las láminas sean reutilizables. Los investigadores también están buscando desarrollar láminas de gel para absorber aceite.

Debido a su naturaleza flexible y absorbente, las láminas de gel también tienen el potencial de detener el sangrado de heridas graves como apósito.

"Siempre estoy interesado en llevar nuestros inventos más allá de simplemente publicar un artículo", dijo Raghavan. "Sería maravilloso llevarlo a un uso práctico real".

Este artículo fue adaptado de un comunicado de Cell Press.

Investigación

Investigación en Ingeniería Química y Biomolecular

Escuela de Ingeniería A. James Clark