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?上交大朱麟勇/林秋寧Nat. Mater.：高強(qiáng)韌凝膠，幾秒可得！！！

來(lái)源：時(shí)間：2023-09-01 16:22:59 瀏覽：2000次

第一作者：鮑丙坤、曾慶梅、李凱、溫建鋒

通訊作者：朱麟勇教授、林秋寧研究員

通訊單位：上海交通大學(xué)

DOI: 10.1038/s41563-023-01648-4

01

研究背景

水凝膠（hydrogel）是一種廣受關(guān)注的生物材料，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，水凝膠自身強(qiáng)度弱、韌性差，限制其實(shí)際應(yīng)用。雖然水凝膠領(lǐng)域取得一定進(jìn)展，但該問(wèn)題仍未有效解決，同時(shí)為提高水凝膠力學(xué)性能，研究人員采用各種復(fù)雜且耗時(shí)的制備工藝，也限制其轉(zhuǎn)化應(yīng)用。基于此，上海交通大學(xué)朱麟勇教授和林秋寧研究員等人提出一種新穎的水凝膠制備策略，即同時(shí)/同步結(jié)合光交聯(lián)和界面反應(yīng)策略，制備出具有仿生結(jié)構(gòu)的復(fù)合水凝膠。該水凝膠制備只需要幾秒鐘，并呈現(xiàn)出超高韌性（138 MJ m^-³）和優(yōu)異的抗拉伸強(qiáng)度（15.31 MPa）。同時(shí)，該納米凝膠可以通過(guò)3D打印技術(shù)，制備成各種精密、復(fù)雜的凝膠器件進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

02

文章要點(diǎn)

要點(diǎn)一：作者采用同時(shí)/同步結(jié)合光交聯(lián)和界面結(jié)合策略，僅幾秒鐘生成具有優(yōu)異剛性和韌性的復(fù)合水凝膠。

要點(diǎn)二：作者采用高密度接枝透明質(zhì)酸的甲基丙烯酸酯形成硬顆粒，并分散在末端修飾鄰硝基芐基醇的四臂聚乙二醇構(gòu)成的軟相中，兩相在光引發(fā)劑作用下進(jìn)行界面交聯(lián)，形成穩(wěn)定的復(fù)合水凝膠。

要點(diǎn)三：該水凝膠打破了現(xiàn)有水凝膠技術(shù)的局限，同時(shí)具有較好的剛性和韌性，在各個(gè)領(lǐng)域都具有較好的應(yīng)用前景。與此同時(shí)，該水凝膠可結(jié)合3D打印技術(shù)，構(gòu)筑成任意器件，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

03

圖文展示

圖1.構(gòu)建BIN水凝膠

圖2. BIN凝膠的力學(xué)性能

圖3.界面化學(xué)對(duì)力學(xué)性能的影響

圖4. BIN凝膠的各種性能

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