Konduktivni hidrogelovi su hidrogelni materijali sa provodljivim svojstvima, koji se široko koriste u biomedicini, skladištenju energije, senzorima i drugim poljima. Na osnovu svog sastava, metoda pripreme i područja primjene, provodljivi hidrogelovi se mogu klasificirati u nekoliko različitih tipova. Ovaj članak će pružiti detaljan uvod u klasifikaciju provodljivih hidrogelova i razmotriti njihove karakteristike i primjenu.
Na osnovu različitih sastava, vodljivi hidrogelovi se mogu podijeliti na organske provodljive hidrogelove i neorganske provodljive hidrogelove.
1. Organski provodljivi hidrogelovi
Organski provodljivi hidrogelovi su napravljeni od organskih supstanci koje sadrže visoko konjugirane strukture. Ovi materijali posjeduju dobru fleksibilnost i rastezljivost, održavajući dobru strukturnu stabilnost tokom istezanja. Uobičajeni organski materijali uključuju polimere i ugljične nanocijevi.
Polimeri su jedan od najčešće korištenih materijala za pripremu organskih vodljivih hidrogelova. Polimeri mogu formirati trodimenzionalnu mrežnu strukturu putem hemijskog ili fizičkog unakrsnog-povezivanja, ugrađujući jone ili jonske grupe unutar nje kako bi postigli svoja provodljiva svojstva. Uobičajeni polimeri uključuju poliakrilnu kiselinu i polivinil alkohol.
Ugljične nanocijevi su nanomaterijali sa odličnim provodljivim svojstvima i često se koriste u pripremi organskih provodljivih hidrogelova. Ugljične nanocijevi se mogu kombinirati s polimerima kemijskom modifikacijom ili fizičkim miješanjem kako bi se formirali hidrogel materijali sa provodljivim svojstvima.
2. Neorganski provodljivi hidrogelovi
Neorganski provodljivi hidrogelovi se sastoje od neorganskih materijala koji sadrže metale ili metalne okside. Ovi materijali imaju dobru električnu provodljivost i hemijsku stabilnost i često se koriste za pripremu senzora-visokih performansi i uređaja za skladištenje energije.
Metalni oksidi su uobičajena klasa materijala u neorganskim vodljivim hidrogelovima. Na primjer, cink oksid, bakrov oksid i drugi metalni oksidi mogu se pripremiti u hidrogelove s dobrom električnom provodljivošću solvotermalnim metodama, metodama sagorijevanja otapala itd.
Osim toga, metalne nanočestice se također široko koriste u neorganskim vodljivim hidrogelovima. Metalne nanočestice se mogu kombinovati sa polimerima ili drugim matricama putem metoda redukcije otapala, metoda fotoredukcije, itd., kako bi se formirale visoko stabilne i kontrolisane hidrogel materijale.