برمجة الخصائص اللزجة المرنة في مركب هلامي معقد باستخدام حالة ديناميكية موهوبة طوبولوجياً مدفوعة بالإنتروبيا

تعتبر مركبات الهيدروجيل في وسط مائي ذات خصائص لزجة مرنة ومعامل مرونة يمكن ضبطه بدقة مرغوبة لمحاكاة العديد من الأنسجة البيولوجية التي تتراوح من المخاط، الجسم الزجاجي، والنواة اللبية، فضلاً عن بناء أجهزة استشعار حيوية. دون تغيير الكيمياء، فإن ضبط التفاعلات الفيزيائية والهياكل للتحكم في الخصائص اللزجة المرنة للهيدروجيلات أمر لا غنى عنه لتطبيقاتها، لكنه محدود للغاية. هنا نصمم مركب هلامي معقد ونستخدم المبدأ الفيزيائي لحالة ديناميكية موهوبة طوبولوجياً لضبط الهياكل المتزامنة بين سلاسل البوليمر الضيفية والهلامات المضيفة سالبة الشحنة. نحدد بدقة حجم الشبكة للهلام المضيف وحجم سلسلة الضيف. من خلال تصميم هياكل طوبولوجية متزامنة مختلفة، يمكن بناء خريطة لموديلات اللزوجة، تتراوح من الصلبة إلى فائقة النعومة، ومن الخصائص المرنة ذات التخميد المنخفض إلى الخصائص اللزجة ذات التخميد العالي. كما نقوم بضبط نسبة الانتفاخ باستخدام تأثير الإنتروبيا ونكتشف نقطة طوبولوجية إيزوفولمترية مدفوعة بالإنتروبيا. تقدم نتائجنا فيزياء أساسية لفهم العلاقة بين الهياكل المتزامنة المدفوعة بالإنتروبيا وخصائصها اللزجة المرنة لمركبات الهيدروجيل المعقدة، وستكون لها تطبيقات متنوعة في هندسة الأنسجة والمواد الحيوية اللينة.