Vodivé hydrogély sú hydrogélové materiály s vodivými vlastnosťami, široko používané v biomedicíne, skladovaní energie, senzoroch a iných oblastiach. Na základe ich zloženia, metód prípravy a aplikačných oblastí možno vodivé hydrogély rozdeliť do niekoľkých rôznych typov. Tento článok poskytne podrobný úvod do klasifikácie vodivých hydrogélov a rozoberie ich vlastnosti a aplikácie.
Na základe rôznych zložení možno vodivé hydrogély rozdeliť na organické vodivé hydrogély a anorganické vodivé hydrogély.
1. Organické vodivé hydrogély
Organické vodivé hydrogély sú konštruované z organických látok obsahujúcich vysoko konjugované štruktúry. Tieto materiály majú dobrú pružnosť a rozťažnosť a zachovávajú dobrú štrukturálnu stabilitu počas rozťahovania. Bežné organické materiály zahŕňajú polyméry a uhlíkové nanorúrky.
Polyméry sú jedným z bežne používaných materiálov na prípravu organických vodivých hydrogélov. Polyméry môžu vytvoriť trojrozmernú sieťovú štruktúru prostredníctvom chemického alebo fyzikálneho krížového{2}}prepojenia, vložením iónov alebo iónových skupín do nich, aby dosiahli svoje vodivé vlastnosti. Bežné polyméry zahŕňajú kyselinu polyakrylovú a polyvinylalkohol.
Uhlíkové nanorúrky sú nanomateriály s vynikajúcimi vodivými vlastnosťami a často sa používajú pri príprave organických vodivých hydrogélov. Uhlíkové nanorúrky môžu byť kombinované s polymérmi chemickou modifikáciou alebo fyzikálnym miešaním za vzniku hydrogélových materiálov s vodivými vlastnosťami.
2. Anorganické vodivé hydrogély
Anorganické vodivé hydrogély sú zložené z anorganických materiálov obsahujúcich kovy alebo oxidy kovov. Tieto materiály majú dobrú elektrickú vodivosť a chemickú stabilitu a často sa používajú na prípravu vysoko{1}}výkonných senzorov a zariadení na ukladanie energie.
Oxidy kovov sú bežnou triedou materiálov v anorganických vodivých hydrogéloch. Napríklad oxid zinočnatý, oxid medi a iné oxidy kovov možno pripraviť na hydrogély s dobrou elektrickou vodivosťou pomocou solvotermálnych metód, metód spaľovania rozpúšťadiel atď.
Okrem toho sú kovové nanočastice tiež široko používané v anorganických vodivých hydrogéloch. Kovové nanočastice môžu byť kombinované s polymérmi alebo inými matricami pomocou metód redukcie rozpúšťadlami, fotoredukčných metód atď., aby sa vytvorili vysoko stabilné a kontrolovateľné hydrogélové materiály.