Verkkosidokset

Verkkosidokset ovat sidoksia, jotka yhdistävät polymeriketjuja toisiinsa ja muodostavat kolmiulotteisen verkoston. Näin syntynyt rakenne antaa materiaalille mekaanista lujuutta ja muodonpysyvyyttä sekä usein kyvyn sitoa vettä tai muita liuottimia. Verkkosidosten määrä ja laatu määrittävät geelin tai muun polymeerimateriaalin käyttöön liittyvät ominaisuudet, kuten jäykkyyden, elastisuuden ja kestävyyden.

Verkkosidokset voidaan jakaa kemiallisiin ja fysikaalisiin. Kemialliset verkkosidokset syntyvät pysyvistä sidoksista, kuten kovalenttisista tai ionisista yhteyksistä, joita muodostuu usein difunctionaalisten monomeerien tai ristisidonta-aineiden vaikutuksesta. Fysikaaliset verkkosidokset muodostuvat tilapäisistä vuorovaikutuksista, kuten vetysidoksista, ionisista vuorovaikutuksista tai hydrofobisista vuorovaikutuksista; ne voivat olla lämpötilan, pH:n tai liuottimen vaikutuksesta palautuvia.

Verkon tiheydellä ja koolla on keskeinen vaikutus geelin swell-kykyyn, läpäisevyyteen sekä mekaanisiin ominaisuuksiin kuten kimmokseen ja muodon palautuvuuteen. Verkkorakenteen kuvaamiseen käytetään sekä kokeellisia että teoreettisia malleja; esimerkkejä ovat swelling-tutkimukset ja dynamiikan mekaaniset testit sekä Flory–Rehner -lähestymistapa.

Sovellukset vaihtelevat hydrogeeleistä lääketieteessä ja bioteknologiassa sekä muoveihin ja komposiitteihin. Verkkosidosten hallinta mahdollistaa materiaalien mukauttamisen haluttujen ominaisuuksien mukaan, kuten lujuuden, joustavuuden, kestävyyden sekä biologisen yhteensopivuuden.