Hydrogelators: mechanisms, applications, and rational design

Hydrogels zijn zachte materialen die we gebruiken in contactlenzen, haargel en gelatine pudding. Deze hydrogels bestaan voor meer dan 95 procent uit water, dat is aangetrokken door een drie dimensionaal netwerk van moleculen – als een soort spons. Er is continu vraag naar nieuwe hydrogels met specifieke eigenschappen zodat we ze voor nieuwe toepassingen kunnen gebruiken. Zo zou je bijvoorbeeld medicijnen in een hydrogel kunnen stoppen die in het lichaam langzaam afbreekt, waardoor de medicatie vrij komt over een langere periode. Om deze nieuwe materialen te kunnen maken is het belangrijk om te begrijpen waarom een bepaalde stof wel of geen gels vormt, maar nu is dat vaak nog een kwestie van uitproberen en is het niet te voorspellen.

In mijn onderzoek kijk ik naar schijfvormige moleculen die samen een groot netwerk vormen in water en zo – onder de juiste condities – een hydrogel vormen. Door de structuur van dit molecuul te variëren zoeken we wanneer we wel een hydrogel kunnen vormen en wanneer dit niet lukt. Om nog een beter beeld te krijgen van hoe een gel vormt, hebben we ook met verschillende technieken gekeken naar de processen die plaats vinden tussen het moment dat we de moleculen oplossen in water en het moment dat de gel vormt. Zo hebben we nu een goed overzicht gekregen van wat er allemaal gebeurt, en weten we nu beter hoe je de gelformatie kan sturen. Om onze bevindingen te testen hebben we ook een nieuw molecuul ontworpen dat een gel blijkt te vormen en nieuwe eigenschappen vertoont.