Nature Communications dergisinin Kasım 2019 sayısında Hokkaido Üniversitesi’nden Hailong Fan, Jian Ping Gong ve meslektaşları tarafından gerçekleştirilen bir çalışmada deniz suyunda kuvvetli yapışma özelliği gösteren bir hidrojel sentezlendi. Söz konusu araştırmacılar, deniz ortamında kullanılan mevcut yapıştırıcıların tatmin edici bir performans sergilemediğini, örneğin katekol bazlı deniz yapıştırıcıların kolayca okside olarak yapışma özelliklerini kaybetmeleri nedeni ile verimliliklerinin düşük olduğunu görerek, yeni bir strateji arayışına girdiler ve biyolojik yapılardan ilham alarak yeni bir hidrojel sentezlediler. Amino asitlerdeki bitişik katyonik ve aromatik uçların protein moleküllerinin negatif yüklü membranlara elektrostatik etkileşim aracılığı ile yapışmasından yola çıkan araştırmacılar, deniz ortamında kullanılabilecek, özellikle kaya, cam ve metal gibi negatif yüklü birçok farklı yüzeye elektrostatik etkileşim aracılığı ile yapışma özelliği gösterecek yeni “bitişik katyonik-anyonik sıralı hidrojeller” sentezlediler.
Bu yeni malzemenin yapışma kuvvetinin incelendiği denemede, sadece 5 saniye gibi kısa bir sürede hidrojelin cam bloğa yapışıp, 0,49 Kg lık kütleyi havaya kaldırabilecek kadar kuvvetli bir yapışma özelliğine sahip olduğu gözler önüne serildi.
Araştırmacılar, hidrojeldeki katonik ve aromatik grubun deniz suyu ortamı gibi yüksek iyon konsantrasyonuna sahip ortamda bir araya gelerek jel formu oluşturduğu ve bu jel formunun da negatif yüzeylere elektrostatik etkileşimle yapıştığını göstermişlerdir. 60 kPa’a kadar ulaşan bu yapışma kuvvetinin, tersinir olduğu da rapor edilen bu hidrojellerin deniz altı sızıntısı için tutkal, deniz çevresini korumak için deniz kumu bağlayıcıları ve denizde beton için pıhtılaştırıcı gibi işlemler için umut vadedici bir potansiyele sahip olduğunun altı çizilmektedir.
Kaynak: Hailong Fan et al., Adjacent cationic–aromatic sequences yield strong electrostatic adhesion of hydrogels in seawater. Nature Communications. November 12, 2019. DOI: 10.1038/s41467-019-13171-9., scitechdaily.com.