Doppelnetzwerk-Hydrogele sind Hydrogele mit hoher Druckfestigkeit, Zähigkeit und Steifigkeit, die vor allem als Biomaterialien in Form von Knorpelersatz von großer Bedeutung sind, aber auch als stabile Materialien zur Wasserspeicherung in ariden Regionen in der Landwirtschaft und als druckstabile Wasser-Entsalzungsmembranen von Interesse sind. Diese werden durch sukzessive Herstellung von zwei interpenetrierenden Netzwerken erzeugt. Wir konnten durch erstmalige Verwendung von Poly(2-oxazolinen) als primäres Netzwerk und Polyacrylsäure als zweites Netzwerk ein Material generieren, dass in allen Aspekten die mechanische Performance von Knorpel in physiologischen Medien erreicht und zudem biokompatibel ist.^[1] Aktuelle Untersuchungen beschäftigen sich mit der mechanistischen Aufklärung dieser Netzwerke, der Anbindung einer der Oberflächen an Knochenmaterial durch isotrope Ausbildung eines Tripelnetz-werk-Hydrogels sowie alternativen Herstellungsmöglichkeiten bis hin zum „injectable“ Hydrogel. Weiterhin wird die Herstellung von Trennmembranen mit alternativen Polyacrylaten untersucht. Ein Schlüsselfaktor bei der Herstellung dieser Materialien ist deren homogene Herstellung, da minimale Einschlüsse und Risse sowie Vernetzungsgradienten zum Verlust der hohen Zähigkeit der Doppelnetzwerk-Hydrogele führt und die Trennleistung von Membranen erheblich herabsetzt.

[1] P. A. Benitez-Duif, M. Breisch, D. Kurka, K. Edel, S. Gökcay, D. Stangier, W. Tillmann, M. Hijazi, J. C. Tiller; Ultrastrong Poly(2-Oxazoline)/Poly(Acrylic Acid) Double-Network Hydrogels with Cartilage-Like Mechanical Properties; Adv. Funct. Mater. 2022, 2204837; https://doi.org/10.1002/adfm.202204837.