Proč jsou hydrogely tak zvláštní? Jak přesně je vědci navrhují, aby fungovaly i v extrémních podmínkách? A kde by v blízké budoucnosti mohly najít své místo využití?
Hydrogel jako vysoce odolné lepidlo
Hydrogely jsou trojrozměrné sítě vodou naplněných polymerních řetězců. Ty se chovají jako měkké látky, ale mohou vykazovat překvapivě vysokou mechanickou odolnost, vysvětlují odborníci. Právě kombinace měkké struktury a vysoké nasákavosti dává základ jejich adhezivním vlastnostem, kterými jsou například schopnost přilnout k mokrému povrchu nebo se adaptovat na nerovnosti.
Navíc moderní výzkum ukazuje, že pomocí strojového učení a datově řízeného designu lze adhezivní sílu hydrogelu ještě velmi výrazně zvýšit. Díky tomu by v budoucnu mohly hydrogely působit v hlubokých vodách, kde je i pro mnoho potápěčských systémů tlak vysoký, ale zároveň také v dalších místech, která jsou silně mechanicky namáhaná.
Jak vědci navrhují hydrogely pro extrémy
Navrhování hydrogelů pro extrémní podmínky zahrnuje několik klíčových principů.
- Prvním z nich je biomimetika. Jedná se o mechanismy, díky kterým je možné přilnutí materiálů i pod vodou či v mokrých podmínkách.
- Druhým principem je konstrukce dvojí (nebo vícenásobné) síťové struktury polymerů. To znamená, že je lepidlo tvořeno ze sítí, z nichž například jedna je tvrdší pro mechanickou odolnost, druhá měkčí pro absorpci energie a přilnutí.
- Třetím klíčem je kombinace chemických vazeb a fyzikálních interakcí. Jedná se o složité vědecké procesy, které umožňují přilnutí lepidla k povrchu i za náročných podmínek.

━━ Hydrogely mají překvapivě silnou odolost. Díky tomu jsou někdy označovány superlepidly budoucnosti. (Zdroj: Gilmanshin / Shutterstock)
Kde superlepidlo v budoucnosti uplatníme?
V biomedicíně už dnes hydrogely slouží jako adheziva pro tkáně či jako zátky při chirurgických zákrocích, protože dokážou přilnout k mokrým tkáním. Například přehled z roku 2023 uvádí, že hydrogely byly vyvíjeny jako lepidla pro uzavření ran v gastrointestinálním traktu, kde jsou kyselé a mokré podmínky extrémní.
Hydrogely se dále využívají při lepení pod vodou, opravách lodních trupů, instalacích podmořských zařízení či konstrukcí, kde běžná lepidla nevydrží vlhkost, tlak nebo slanost vody. Studie Chemistry World z roku 2025 dokonce doslova uvádí, že nové voděodolné hydrogely jsou lepivé natolik, že dokážou přilepit gumovou kačenku na mořský kámen.
Stále je nicméně třeba gely dále studovat a vylepšovat, protože v takto extrémních podmínkách je velmi důležité, abychom si mohli být jejich spolehlivostí stoprocentně jisti.
Zdroje článku: www.nature.com, www.researchgate.net, www.mdpi.com, pmc.ncbi.nlm.nih.gov, www.chemistryworld.com, www.storicko.cz