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Concept
Hydrogel
Résumé
vignette|Hydrogel.
Un hydrogel est un gel dans lequel l'agent gonflant est l'eau. La matrice d'un hydrogel est généralement un réseau de polymères. Ces derniers sont insolubles dans l'eau, mais sont capables de gonfler substantiellement en présence d'une grande quantité d'eau ou de solutions aqueuses telles que les fluides biologiques. Les polymères utilisés pour fabriquer un hydrogel peuvent être superabsorbants.
Il a diverses applications biomédicales notamment dans les systèmes de délivrance de médicaments, dans le traitement de brûlures cutanées et dans les lentilles de contact souples. Il peut être imprimé en 3D.
Des hydrogels existent dans la nature avec comme exemples des mucilages fongiques, les œufs de grenouilles et de crapauds (qui gonflent au contact de l'eau) ou le mucus filmo-filamenteux défensif des myxines.
Lors de la réticulation, les chaînes polymères rendues hydrosolubles par la présence de groupements hydrophiles se connectent entre elles via des nœuds, formant un réseau. La présence de groupes hydrophiles comme -OH, -CONH, et forme des domaines hydrophiles dans les polymères et permet à la matrice de se gorger d'eau.
Ce réseau forme dans l'eau un système hétérogène constitué de deux phases (la solution et le gel gonflé). Les hydrogels sont hydratés (parfois à plus de 90 % en poids) selon la nature de l'environnement aqueux et la composition des polymères.
La préparation des hydrogels s'effectue dans des conditions très douces : généralement, la gélification s'effectue à température ambiante et pression atmosphérique, et le recours aux solvants organiques est rarement requis.
La figure suivante illustre les méthodes les plus couramment utilisées pour la synthèse d'hydrogel :
vignette|centre|redresse=2|Méthodes usuelles de synthèse d'hydrogel.
La connexion entre chaînes de polymères peut être de deux sortes : permanente (liaisons covalentes) ou réversible (liaisons hydrogène, interactions de van der Waals, enchevêtrements) ce qui permet de différencier deux grands types de gels : les gels chimiques et les gels physiques.
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