نفاذية الماء عبر الهيدروجيل ذات التركيبة الشبكية المتحكم بها

تعتبر الاحتكاك بين سلاسل البوليمر والماء هو المسيطر على احتباس الماء ونفاذيته في الهيدروجيل. تم فحص هذا المفهوم من خلال قياسات نفاذية الماء عبر الهيدروجيل. استخدمت الدراسات السابقة الهيدروجيل في حالة الانتفاخ المتوازن ودعمت العلاقة النسبية بين معامل الاحتكاك (f) وحجم الكتل (ξ) المقترح من قبل تانكا ودي جينس (f ∼ ξ–2). ومع ذلك، فإن التجارب على الهيدروجيل المنتفخ في حالة التوازن ليست كافية، وتلك التي أجريت على الهيدروجيل المُعدّة حديثًا ضرورية لفحص صلاحية العلاقة النسبية بشكل كامل. في هذه الدراسة، أنشأنا جهاز نفاذية ماء جديد، الذي منع بشكل جيد انتفاخ الجل وسهّل تجارب نفاذية الماء على الجل في الحالة المُعدّة حديثًا. باستخدام هذا الجهاز الجديد، قمنا بقياس f لنظام شبكة بوليمر نموذجية، أي هيدروجيل تيترا-بيغ. من خلال مقارنة f المقاسة عبر تجربة نفاذية الماء و ξ المقاسة من خلال تجربة تشتت النيوترونات بزاوية صغيرة، تأكدنا من العلاقة النسبية f ∼ ξ–2 حتى في الحالة المُعدّة حديثًا. تدعم هذه النتيجة بقوة اعتماد النموذج الحالي في حالة الانتفاخ المتوازن وبالتالي تعزز صلاحية النموذج.