Les hydrogels forment de minuscules, pores remplis d'eau avec des diamètres si petits que les études au niveau moléculaire peuvent être difficiles. De plus, le mouvement des molécules d'eau et des ions dissous est si rapide qu'ils sont difficiles à suivre. Par conséquent, on sait peu de choses sur la dynamique du mouvement moléculaire au sein des structures d'hydrogel. Les chercheurs ont synthétisé des canaux de gel et résolu le mouvement dans ces canaux. Ils ont découvert que la dynamique moléculaire était beaucoup plus lente dans les pores d'hydrogel que ce qui est couramment observé dans les solutions en vrac. Dans les pores, le mouvement moléculaire de l'eau était uniforme quel que soit l'emplacement dans le pore. Cependant, le mouvement des ions dissous était beaucoup plus lent à proximité des fibres polymères qui forment les structures des pores.

Les hydrogels ont de nombreuses utilisations pratiques potentielles. Ces utilisations vont des applications biomédicales telles que l'ingénierie tissulaire, pansements, et lentilles de contact, aux matériaux pour membranes de séparation dans les super adsorbants et les dispositifs de stockage d'énergie. Malheureusement, on sait peu de choses sur les gels. Cette recherche offre des informations sur le mouvement de l'eau et des ions dissous qui pourraient un jour conduire à de meilleures conceptions d'hydrogel.

Avec des utilisations potentielles allant des pansements aux dispositifs de stockage d'énergie, les hydrogels sont un matériau prometteur. Les hydrogels sont constitués d'eau et d'ions piégés dans un réseau 3D de pores. En termes de taille globale, les hydrogels sont particulièrement compacts car une grande partie de leur structure est constituée de molécules d'eau situées à l'intérieur d'eux. Ces gels sont simples à fabriquer, et dans la nature, des structures d'hydrogel biologiques peuvent se former à l'intérieur et à l'extérieur des cellules. Cependant, les scientifiques n'ont pas une vue détaillée du mouvement de l'eau et des ions dissous à l'intérieur des pores de l'hydrogel au niveau moléculaire.

Maintenant, une équipe de chercheurs a pris ces gels. Ils ont découvert que l'eau et les solutés (en particulier, sélénocyanate (SeCN‒)) se comportent différemment à l'intérieur des pores gélatineux que dans l'eau en vrac. C'est-à-dire, les pores modifient la dynamique et les interactions de l'eau et du soluté. Par exemple, ils ont découvert que le réseau formé par un groupe de molécules d'eau se réorganise plus lentement lorsqu'il est situé à l'intérieur des pores.

Ils ont également constaté que la dynamique du réseau d'eau est la même à n'importe quel endroit dans le pore. Pour les ions dissous, ce n'est pas le cas car la dynamique correspondante ralentit au plus près des parois des pores. Ces dynamiques sont difficiles à étudier dans les hydrogels car les pores sont si petits et les mouvements sont si rapides. Cette recherche offre des informations sur la façon dont l'eau et les ions se déplacent dans les pores du gel. Un jour, cette information pourrait conduire à de meilleures conceptions d'hydrogel.