The structure-property relationship in LAPONITE (R) materials: from Wigner glasses to strong self-healing hydrogels formed by non-covalent interactions

Autor(es)

Becher, Tiago B. ^[1] ; Braga, Carolyne B. ^[1] ; Bertuzzi, Diego L. ^[1] ; Ramos, Jr., Miguel D. ^[1] ; Hassan, Ayaz ^[2] ; Crespilho, Frank N. ^[2] ; Ornelas, Catia ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Campinas Unicamp, Inst Chem, BR-13083861 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Chem, BR-13560970 Sao Paulo - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SOFT MATTER; v. 15, n. 6, p. 1278-1289, FEB 14 2019.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

Rheology, small-angle X-ray scattering (SAXS), and dynamic light scattering (DLS) analysis, zeta potential measurement, scanning electron microscopy (SEM), and micro-FTIR and absorbance spectroscopy were used to enlighten the controversial literature about LAPONITE (R) materials. Our data suggest that pristine LAPONITE (R) in water does not form hydrogels induced by the so-called house of cards assembly, but rather forms Wigner glasses governed by repulsive forces. Ionic interactions between anisotropic LAPONITE (R) nanodiscs, sodium polyacrylate and inorganic salts afforded hydrogels that were transparent, self-standing, moldable, strong, and biocompatible with shear-thinning and self-healing behavior. An extensive study on the role of salts in the gelification process dictates a trend that relates the valence of cations with the viscoelastic properties of the bulk material (G values follow the trend, monovalent < divalent < trivalent). These hydrogels present G values up to 5.1 x 10(4) Pa, which are considered high values for non-covalent hydrogels. Hydrogels crosslinked with sodium phosphate salts are biocompatible, and might be valid candidates for injectable drug delivery systems due to their shear-thinning behavior with rapid self-healing after injection. (AU)

• Processo FAPESP: 13/11519-7 - Síntese de novos nanomateriais baseados em nanohidrogéis supramoleculares biodegradáveis, para aplicações em vectorização de fármacos
• Beneficiário: Cátia Cristina Capêlo Ornelas Megiatto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/16672-3 - Desenvolvimento de Bioeletrodos de Alto Desempenho para Miniaturização de Biocélulas a Combustível
• Beneficiário: Frank Nelson Crespilho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/02093-0 - Desenvolvimento de novos nanomateriais para aplicações em nanomedicina
• Beneficiário: Cátia Cristina Capêlo Ornelas Megiatto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/25806-6 - Interação entre biomoléculas e nanoestruturas: eletroquímica, interfaces e superfícies
• Beneficiário: Ayaz Hassan
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/04929-0 - Desenvolvimento de biosensores para detecção instantânea de proteínas e de células cancerígenas, para aplicação em biópsias on-site
• Beneficiário: Diego Luan Bertuzzi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto