کلیات

هیدروژل یک ماده پلیمری است که در حالت خشک به صورت یک جامد شبه شفاف و نرم است و با اضافه کردن آب به آن، به صورت یک ژل شفاف تبدیل می‌شود. این ماده در بسیاری از صنایع، از جمله پزشکی، کشاورزی، آرایشی و بهداشتی، الکترونیک و... استفاده می‌شود.

خصوصیات هیدروژل

- مقاومت بالا در برابر فشار و کشیدگی،

- قابل شستشو بودن،

- قابل تغییر حجم با اضافه کردن آب،

- عدم حساسیت به رطوبت،

- دارای خواص جذب آب

کاربرد هیدروژل‌ها در صنایع مختلف

- چاهک‌های پوشیده شده با هیدروژل برای کشت سلولی 

- هیدروژل‌های حساس به محیط (ژل هوشمند).

- سیستم‌های دارو رسانی

- جذب و لایه‌برداری از بافت نکروتیک و فیبروتیک

- هیدروژل‌هایی که به مولکول‌های خاصی مانند گلوکز یا آنتی‌ژن‌ها پاسخ می‌دهند، قابل استفاده به عنوان بیوسنسورها و همچنین در DDS

- پوشک یکبار مصرف که ادرار را جذب می‌کند یا نوارهای بهداشتی

- لنزهای تماسی(هیدروژل‌های سیلیکون، پلی آکریل آمید، پلیمکون)

- الکترودهای پزشکی EEG و ECG 

- مواد منفجره ژل آب

- تحویل داروهای رکتومی و تشخیص

-  گرانول‌های نگه‌دارنده رطوبت خاک در مناطق خشک

- پماد برای درمان سوختگی یا دیگر زخم‌های مزمن از جمله زخم های دیابتی

- ذخایر در تحویل دارویی موضعی

- شبیه‌سازی بافت‌های مخاطی حیوانی

تفاوت هیدروژل فیزیکی و شیمیایی

نقاط اتصال عرضی شیمیایی و فیزیکی، ساختار سه بعدی هیدروژل ها را در حالت متورم حفظ می کنند. در اتصال عرضی شیمیایی، زنجیره‌های پلیمری به‌طور کووالانسی از طریق یک عامل اتصال عرضی به هم متصل می‌شوند، در صورتی که در اتصال عرضی فیزیکی، هیدروژل‌ها دارای حوزه اتصالات فیزیکی، پیوند هیدروژنی، برهمکنش آبگریز، کمپلکس یونی هستند که امکان ریخته‌گری حلال، اصلاح توده‌ای پس از فرآیند، سهولت ساخت، تغییر شکل، تجزیه زیستی و غیرسمی بودن را فراهم می‌کند. که به نسبت هیدروژل های دارای اتصالات عرضی شیمیایی خواص بهتری را نشان می دهد.

طبقه بندی هیدروژل‌ها

بسته به بارهای روی گروه‌های متصل، هیدروژل‌ها ممکن است کاتیونی، آنیونی یا خنثی باشند. انواع عامل اتصال عرضی می تواند ملاک طبقه بندی باشد. هیدروژل ها می توانند فیزیکی یا شیمیایی باشند. همچنین می توان هیدروژل‌ها را بر اساس ساختارشان به گروه هایی تقسیم کرد:  تجمعات آمورف یا بی شکل، نیمه بلوری، کریستالی و هیدروکلوئیدی.

حدود سه دهه پیش، پلیمرهای سوپرجاذب (SAPs) معرفی شدند و به صنایعی که توانایی نگهداری آب یک نگرانی عمده بود، گسترش یافتند. در سال 1998، دسته متفاوتی از یک سیستم پلیمری جاذب آب به نام هیدروژل های فوق متخلخل (SPHs) شناخته شد که دارای خواص ارتجاعی بهتر، استحکام مکانیکی و توانایی نگهداری آب است.

superabsorbent polymers (SAPs)

super porous hydrogels (SPHs)

طبقه بندی هیدروژل ها به خواص فیزیکی، ماهیت تورم، روش تهیه، منشاء، بارهای یونی، منابع، سرعت تجزیه زیستی و ماهیت مشاهده شده اتصال عرضی بستگی دارد

هیدروژل ها در صنایع غذایی

هیدروژل در برخی از مواد غذایی استفاده می شود. به عنوان مثال، هیدروژل در تولید دسر، پودینگ، سس و سالاد، کرم بستنی و بسیاری دیگر از محصولات غذایی استفاده می شود. هیدروژل به عنوان یک عامل ضخیم کننده و گوارش پذیر در این محصولات استفاده می شود. با افزایش حجم و ضخامت محصولات غذایی با هیدروژل، تجربه خوراکی بهتر و بهبود قابل توجه در بافت و طعم محصولات حاصل شده است