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  越來越多的證據(jù)表明，材料的功能受到其形狀和尺寸的顯著影響。據(jù)報道圓盤狀種植體比球形種植體具有更高的酶活性和細胞反應。而水凝膠是一種具有強大滲透力的物質(zhì)，被視為細胞的理想繁衍地，在生物醫(yī)學及組織工程中具有廣泛的應用。因此，構(gòu)建形狀和尺寸可控的3D水凝膠結(jié)構(gòu)在工程和生物醫(yī)學領(lǐng)域具有重要意義。盡管已有很多關(guān)于構(gòu)建三維水凝膠的研究，但三維結(jié)構(gòu)一旦成形很難再分離，限制了此類智能水凝膠的循環(huán)利用，仍然缺少一種簡單、便捷、可逆的構(gòu)建三維水凝膠結(jié)構(gòu)的方法。

  近日，湖南理工學院化工學院王國祥教授團隊受“樂高積木”啟發(fā)，將水凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)椤?strong>樂高積木”一樣的標準模塊，基于苯硼酸酯動態(tài)共價鍵，組裝成一維、二維、三維等多種形狀，并實現(xiàn)了水凝膠的形狀和大小的可控調(diào)節(jié)。隨后，向水凝膠中引入刺激響應性單體，如溫敏性單體NIPAM，可以實現(xiàn)水凝膠組裝體的形變，得到更為復雜的結(jié)構(gòu)，如類八爪魚運動、花朵等形狀，這將極大地豐富水凝膠結(jié)構(gòu)的多樣性和復雜性。

圖1 基于“樂高積木”原理可逆組裝多種復雜水凝膠結(jié)構(gòu)

圖2 多樣化的水凝膠結(jié)構(gòu)和復雜的可逆形變行為

  相關(guān)成果以“A smart bottom-up strategy for fabrication of complex hydrogel constructs with 3D controllable geometric shapes through dynamic interfacial adhesion”為題發(fā)表在國際著名期刊Journal of Materials Chemistry B(2019,7, 1996-2000)。2016級碩士研究生孫芬和陽彩霞老師為共同第一作者，梁恩湘副教授、王國祥教授和周寧波教授為通訊作者，本科生梁焱和陳新成同學參與了部分工作。該工作得到國家自然科學基金（51503063, 51674117）資助。

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tb/c9tb00107g#!divAbstract