Zrínyi Miklós

IV. Intelligens polimergélek

A polimergélek olyan rendszerek, amelyek átmenetet képeznek a szilárd és a folyadék halmazállapot között. Alaktartók és könnyen deformálhatók, ugyanakkor nagy folyadéktartalmuk miatt tulajdonságaik az oldatokéhoz hasonlóak. Az alaktartás a gélben szerteágazó polimer váznak köszönhető. A jelentős mennyiségű folyadék megakadályozza a laza térhálós szerkezet összeomlását, ez utóbbi pedig útját állja a folyadék spontán "kifolyásának". A polimergélekre jellemző, hogy környezetükkel egyensúlyban lehetnek. A környezeti paraméterek (hőmérséklet, elegy összetétel, pH stb.) változására a gél főként térfogatának megváltoztatásával válaszol. E térfogatváltozás lehet folytonos vagy ugrásszerű. Ez utóbbit gél kollapszusnak nevezzük. Ma már több mint egy tucat kollapszusra képes gélt ismerünk.

A térfogatváltozás, amelynek nagysága több százszoros is lehet, alkalmas mechanikai munkavégzésre, valamint különleges alakváltozások és mozgások megvalósítására. A gélkollapszust többféle külső hatással is kiválthatjuk. Előidézhető a pH, az elegy összetétele megváltoztatásával, bizonyos ionokkal, valamint fény és elektromos tér alkalmazásával. E tulajdonságok miatt a polimergélek különleges helyet foglalnak el az intelligens anyagok között. Nincs ugyanis még egy olyan anyagi rendszer, amely olyan sokféle környezeti hatásra reagálna, mint a polimergél. A gélkollapszus vagy ennek ellentéte, a nagymérvű duzzadás, az említett környezeti paraméterek kismérvű változtatásával is előidézhető. A válasz során nemcsak a gél térfogata, hanem az ettől függő összes tulajdonsága is hirtelen megváltozik: jelentős mértékben módosulnak az optikai, mechanikai és transzport tulajdonságok.