ไฮโดรเจลนำไฟฟ้าอัจฉริยะจากคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส/พอลิไวนิลแอลกอฮอล์/ กลีเซอรอล เชื่อมโยงขวางโดยกรดบอริก

บทคัดย่อ

ไฮโดรเจลอัจฉริยะที่สามารถนำไฟฟ้าได้เป็นวัสดุความสำคัญที่มีการนำไปประยุกต์กับงานเซนเซอร์ทางด้านวัสดุทางการเพทย์ อย่างไรก็ตามสำหรับการใช้เซนเซอร์ไฮโดรเจลที่สามารถนำไฟฟ้าได้มีข้อจำกัดคือ การสูญเสียน้ำของไฮโดรเจลที่อุณหภูมิปกติทำให้ไฮโดรเจลแห้งและไม่สามารถใช้งานได้ เพื่อเป็นการแก้ไขปัญหานี้ จึงนำมาสู่เป้าหมายในการพัฒนาไฮโดรเจลนำไฟฟ้าอัจฉริยะที่มีคุณสมบัติการรักษาตนเองเมื่อได้รับความเสียหาย การต้านทานการแช่แข็ง การต้านทานการแห้ง และการนำไฟฟ้า ไฮโดรเจลนำไฟฟ้าสามารถเตรียมได้จาก คาร์บอกซิลเมธิล เซลลูโลส (CMC) / พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) / กลีเซอรอล (GA) เชื่อมโยงขวางกับกรดบอริก ที่ 5-25 โดยน้ำหนัก สรุปได้ว่าไฮโดรเจลที่มีปริมาณกรดบอริก 5-25 โดยน้ำหนัก พบว่าเกิดความต้านทานสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 15-20 ซึ่งความต้านทานจะลดลงตามการเติมกรดบอริกที่เพิ่มขึ้นในชิ้นงาน กรดกรดบอริกในไฮโดรเจลจะทำให้เกิดแตกตัวออกเป็นบอเรท ไอออน ทำหน้าที่เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในไฮโดรเจล ความสามารถในการรักษาตัวเองจะเกิดขึ้นได้ในเวลา 30-360 นาที เวลาในการรักษาตัวเองจะลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณของกรดบอริค การเชื่อมโยงขวางย้อนกลับระหว่าง บอเรทไอออนและหมู่ไฮดรอกซิล ของ CMC/PVA/GA การทดสอบการต้านทานการแห้งที่ 30^oC  เป็นเวลา 7 วัน ซึ่งการสูญเสียน้ำหนักของของ CMC/PVA อยู่ที่ร้อยละ 80 ของน้ำหนักทั้งหมด แต่ของ CMC/PVA/GA ลดลงเพียงร้อยละ 5 ของน้ำหนักทั้งหมด เนื่องจากกลีเซอรอลในไฮโดรเจลทำหน้าที่เป็นสารป้องกันความเย็น-ความร้อนซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพของไฮโดรเจลได้ในช่วง 1 สัปดาห์ จากคุณสมบัติที่กล่าวมาข้างต้นทำให้ ไฮโดรเจลนำไฟฟ้าอัจฉริยะจึงมีศักยภาพในการนำไปใช้เป็นเซ็นเซอร์ที่ตรวจวัดความเครียดได้