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?上交大朱麟勇/林秋寧Nat. Mater.：高強韌凝膠，幾秒可得?。?！

來源：時間：2023-09-01 16:22:59 瀏覽：2188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

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，水凝膠自身強度弱、韌性差，限制其實際應(yīng)用。雖然水凝膠領(lǐng)域取得一定進展，但該問題仍未有效解決，同時為提高水凝膠力學(xué)性能，研究人員采用各種復(fù)雜且耗時的制備工藝，也限制其轉(zhuǎn)化應(yīng)用?；诖耍?/span>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/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)異的抗拉伸強度（15.31 MPa）。同時，該納米凝膠可以通過3D打印技術(shù)，制備成各種精密、復(fù)雜的凝膠器件進行實際應(yīng)用。

文章要點

要點一：作者采用同時/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)劑作用下進行界面交聯(lián)，形成穩(wěn)定的復(fù)合水凝膠。

要點三：該水凝膠打破了現(xiàn)有水凝膠技術(shù)的局限，同時具有較好的剛性和韌性，在各個領(lǐng)域都具有較好的應(yīng)用前景。與此同時，該水凝膠可結(jié)合3D打印技術(shù)，構(gòu)筑成任意器件，進行實際應(yīng)用。

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)對力學(xué)性能的影響

圖4. BIN凝膠的各種性能

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