Vodivé hydrogely jsou hydrogelové materiály s vodivými vlastnostmi, široce používané v biomedicíně, skladování energie, senzorech a dalších oborech. Na základě jejich složení, způsobů přípravy a aplikačních oblastí lze vodivé hydrogely rozdělit do několika různých typů. Tento článek poskytne podrobný úvod do klasifikace vodivých hydrogelů a pojedná o jejich charakteristikách a aplikacích.
Na základě různého složení lze vodivé hydrogely rozdělit na organické vodivé hydrogely a anorganické vodivé hydrogely.
1. Organické vodivé hydrogely
Organické vodivé hydrogely jsou konstruovány z organických látek obsahujících vysoce konjugované struktury. Tyto materiály mají dobrou flexibilitu a roztažnost, udržují dobrou strukturální stabilitu během natahování. Mezi běžné organické materiály patří polymery a uhlíkové nanotrubice.
Polymery jsou jedním z běžně používaných materiálů pro přípravu organických vodivých hydrogelů. Polymery mohou vytvářet trojrozměrnou síťovou strukturu pomocí chemického nebo fyzikálního křížového-síťování, zabudováním iontů nebo iontových skupin do ní, aby bylo dosaženo jejich vodivých vlastností. Mezi běžné polymery patří kyselina polyakrylová a polyvinylalkohol.
Uhlíkové nanotrubice jsou nanomateriály s vynikajícími vodivými vlastnostmi a často se používají při přípravě organických vodivých hydrogelů. Uhlíkové nanotrubice mohou být kombinovány s polymery prostřednictvím chemické modifikace nebo fyzikálního míchání za vzniku hydrogelových materiálů s vodivými vlastnostmi.
2. Anorganické vodivé hydrogely
Anorganické vodivé hydrogely jsou složeny z anorganických materiálů obsahujících kovy nebo oxidy kovů. Tyto materiály mají dobrou elektrickou vodivost a chemickou stabilitu a často se používají k přípravě vysoce{1}}výkonných senzorů a zařízení pro ukládání energie.
Oxidy kovů jsou běžnou třídou materiálů v anorganických vodivých hydrogelech. Například oxid zinečnatý, oxid mědi a další oxidy kovů lze připravit na hydrogely s dobrou elektrickou vodivostí pomocí solvotermálních metod, metod spalování rozpouštědel atd.
Kromě toho jsou kovové nanočástice také široce používány v anorganických vodivých hydrogelech. Kovové nanočástice mohou být kombinovány s polymery nebo jinými matricemi pomocí metod redukce rozpouštědel, metod fotoredukce atd. za vzniku vysoce stabilních a kontrolovatelných hydrogelových materiálů.