Υδρογέλες: τεχνολογία και εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων

Abstract

Η υδρογέλη είναι ένα διογκούμενο από νερό και διασυνδεδεμένο πολυμερές δίκτυο που παράγεται από την απλή αντίδραση ενός ή περισσοτέρων μονομερών. Αναφέρεται επίσης ότι είναι ένα πολυμερές υλικό που έχει την ικανότητα να διογκώνεται διατηρώντας μεγάλο μέρος του νερού μέσα στην δομή του, ενώ ταυτόχρονα παραμένει αδιάλυτο στο νερό. Οι υδρογέλες ερευνώνται κατά τα τελευταία 50 χρόνια. Λόγω των μεγάλων δυνατοτήτων χρήσης που παρουσιάζουν σε πολλά πεδία εφαρμογών, τελευταία ερευνώνται ακόμα πιο εντατικά. Από ιστορικής άποψης οι υδρογέλες διακρίνονται σε τρεις γενιές και διαφέρουν ως προς τον σκοπό για τον οποίο χρησιμοποιήθηκαν. Σήμερα οι υδρογέλες έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων σε πολλούς τομείς χάρη στις ειδικές δομές τους. Η μεγάλη ευελιξία των υδρογελών λόγω του υδάτινου περιεχομένου τους, επιτρέπει τη χρήση τους σε διαφορετικές συνθήκες και για το λόγο αυτό υδρογέλες συναντώνται από βιολογικές χρήσεις έως και βιομηχανικές χρήσεις. Σήμερα, οι κύριες εφαρμογές είναι η πρόσληψη φαρμάκων, η αφαίρεση βαφών και ιόντων βαρέων μετάλλων, η μηχανική ιστών, οι φακοί επαφής, οι αισθητήρες pH, οι βιοαισθητήρες, η ενέσιμη υδρογέλη για την αναγέννηση του νωτιαίου μυελού, οι υδροπηκτές υπερπυκνωτών καθώς και η γεωργία και επιστήμη των τροφίμων. Συμπερασματικά οι υδρογέλες αποτελούν φυσικά ή συνθετικά πολυμερή υλικά που έχουν την ικανότητα να συγκρατούν πολύ μεγάλες ποσότητες νερού λόγω της ιδιαιτερότητάς των δομών τους αλλά και λόγω της ιδιότητας διόγκωσης που έχουν. Με βάση αυτό το χαρακτηριστικό αλλα και εξαιτίας της δυνατότητας να τροποποιούν την πολυμερική δομή για επιθυμητές λειτουργίες, οι περιοχές εφαρμογών τους επεκτείνονται ραγδαία. Ανάμεσα στα εκπληκτικά χαρακτηριστικά τους, η βιοσυμβατότητα και η βιοαποδομησιμότητα τους τις καθιστά ως πιθανή λύση για την αποβολή τοξικών ρύπων απο το περιβάλλον αλλά και ως εμφυτέυματα.