Podrobno

Mathematical modeling of swelling and shrinking dynamics in pH-sensitive hydrogels composed of alginate, anionic cellulose, and chitosan
ID Ručigaj, Aleš (Avtor), ID Kopač, Tilen (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,80 MB)
MD5: DA41C6A37F1E56457601500FC3C6F158
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386125004380 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
This study develops a mathematical model to predict the swelling and shrinkage dynamics of pH-sensitive hydrogels composed of alginate, TEMPO-oxidized cellulose nanofibers (TOCNF), or chitosan. We investigated the effects of biopolymer type, cross-linking density, and/or pH conditions on hydrogel behavior. Swelling and shrinkage experiments revealed that cross-link density primarily governs the final equilibrium state but may also modulate the swelling and shrinkage rate under specific environmental conditions. To quantify this behavior, we introduce a novel parameter, the swelling/shrinkage affinity (a$_{sw}$, a$_{sh}$), which enables predictive evaluation of hydrogel responsiveness. The model integrates experimental data with rheological measurements, linking cross-link density to mechanical properties such as shear modulus. Rheological measurements validated the findings, correlating mechanical properties with cross-link density and aligning with swelling and shrinkage data. This work enhances the fundamental understanding of hydrogel behavior and offers a predictive tool for optimizing formulations in biomedical, environmental, and industrial applications. This framework may be extended in future work to incorporate external stimuli such as temperature or electromagnetic fields, potentially broadening the application of smart hydrogel systems.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:polysaccharide hydrogels, swelling, shrinkage, pH response, mathematical modelling
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:10 str.
Številčenje:Vol. 328, art. 128452
PID:20.500.12556/RUL-168851 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:678.4:547.458
ISSN pri članku:0032-3861
DOI:10.1016/j.polymer.2025.128452 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:234389251 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:28.04.2025
Število ogledov:360
Število prenosov:259
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Polymer
Skrajšan naslov:Polymer
Založnik:Elsevier
ISSN:0032-3861
COBISS.SI-ID:99351 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:polisaharidni hidrogeli, nabrekanje, krčenje, pH odziv, matematično modeliranje

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0191
Naslov:Kemijsko inženirstvo

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj