الهيدروجيلات البوليمرية المضادة للتجمد البيوميميتية: الحفاظ على المواد الناعمة والرطبة نشطة في البيئات الباردة

كونها واحدة من المواد البارزة، تم إجراء تحليل هيكل ووظيفة الهيدروجيلات بشكل مكثف لتكييفها وتعديلها لتناسب مجالات متعددة من التطبيق. المحتوى العالي من الماء، الذي يفيد العديد من التطبيقات في البيئة الطبية الحيوية، يمنع اعتماد الهيدروجيلات في الإلكترونيات المرنة وأجهزة الاستشعار في التطبيقات الحقيقية، لأن الهيدروجيلات تفقد خصائصها الممتازة، بما في ذلك الموصلية والشفافية والمرونة، عند التجمد في درجات حرارة تحت الصفر. لذلك، فإن خفض درجة حرارة انتقال الطور السائل-الصلب هو وسيلة فعالة لتوسيع نطاق تطبيقات الهيدروجيلات، وسيفيد مجتمع الهندسة الكيميائية وعلوم المواد. تقوم هذه المراجعة بتلخيص التقدم البحثي الأخير في مجال الهيدروجيلات المضادة للتجمد. في البداية، يتم تقديم طرق لإنشاء الهيدروجيلات المضادة للتجمد ومناقشة آلياتها وأدائها باختصار. تعتمد هذه الطرق إما على إضافة أملاح، كحوليات (حميات حيوية وهيدروجيلات عضوية)، وسوائل أيونية (أيونوجيلات)، أو تعديل شبكة البوليمر أو الجمع بين عدة تقنيات. ثم يتم توفير نظرة عامة مختصرة على التطبيقات المدعومة بمقاومة درجة الحرارة الممتدة ويتم توقع مجالات البحث المستقبلية والتطورات.