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?上交大朱麟勇/林秋寧Nat. Mater.：高強韌凝膠，幾秒可得?。。?/div>

來源：時間：2023-09-01 16:22:59 瀏覽：2267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

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性能，研究人員采用各種復雜且耗時的制備工藝，也限制其轉(zhuǎn)化應(yīng)用?；诖?，上海交通大學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、復雜的凝膠器件進行實際應(yīng)用。

02

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。

03

圖文展示

圖1.構(gòu)建BIN水凝膠

圖2. BIN凝膠的力學性能

圖3.界面化學對力學性能的影響

圖4. BIN凝膠的各種性能

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