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  近日，華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心田禾院士團隊與以色列耶路撒冷希伯來大學Itamar Willner院士團隊在DNA形狀記憶/自愈合水凝膠領域研究中取得重要進展，相關成果以“Multi-triggered Supramolecular DNA/Bipyridinium Dithienylethene Hydrogels Driven by Light, Redox, and Chemical Stimuli for Shape-Memory and Self-Healing Applications”為題，發表在國際頂級學術期刊Journal of the American Chemical Society上。

  在生物醫藥、組織工程、感應器等諸多領域均有應用的水凝膠與DNA納米科技的結合一直是兩團隊合作研究的重點。團隊在此次合作研究中首次嘗試引入二噻吩乙烯類光控開關，以光作為一個非侵入性、無污染的響應信號，調控DNA功能水凝膠的物理化學性能。該研究以羥甲基纖維素（CMC）構建水凝膠骨架，在CMC上修飾電子供體多巴胺與可進行自雜交的G四鏈體。與以往同時在聚合物上修飾電子受體的思路不同，此次研究大膽采用了將二噻吩乙烯作為游離的單體加入，利用二噻吩乙烯與多巴胺的供體-受體作用作為水凝膠交聯網絡的“第一橋梁”，G四鏈體的雜交作為“第二橋梁”。通過二噻吩乙烯橋梁與核酸橋梁的共同作用，合成了解離與成膠可逆調控的多響應水凝膠（光、氧化還原、離子）。

  本研究也對該多響應水凝膠在形狀記憶與自愈合功能，以及在可控自愈合功能領域的性能與應用進行了探索。作為一種智能材料，在某種特定的刺激下，形狀記憶聚合物可以做到從一種形狀到另一種形狀的轉換。在相反的刺激下，聚合物又會恢復到原來的形狀，好像存在著“記憶”一樣。有著兩種不同橋連方式的DNA水凝膠同樣也可以是出色的記憶材料。由其中一種橋連方式作為記憶，調控另一種橋連，DNA水凝膠也可以實現兩種形狀直接可逆可控轉換。本研究首次實現了以二噻吩乙烯作為非共價型可控橋連的多響應DNA水凝膠的形狀記憶調控。

  該研究由田禾院士與Willner院士悉心指導，在雙方課題組合作研究下完成。博士研究生李自遠為本文的第一作者，團隊青年教師張雋佶副教授為通訊作者。該研究受到國家自然科學基金重點國際（地區）合作研究項目“光電功能分子設計及其表界面特性研究”、上海科技重大專項以及上海科技國際合作項目的支持。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10481