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四川大學褚良銀教授課題組在微納結構化功能材料研究中取得重要進展

2013-10-08 來源：中國聚合物網

日前，國際重要學術刊物《自然》子刊《自然·通訊》（Nature Communications，I.F.=10.015）發表了四川大學化工學院褚良銀教授課題組的研究論文“Nano-structured smart hydrogels with rapid response and high elasticity”（2013, 4: 2226; doi: 10.1038/ncomms3226）。國際同行專家認為，“該論文提出了一種將響應型納米凝膠作為納米交聯劑制備高拉伸和快速響應型智能水凝膠的嶄新方法”，“非常有趣，并將在不同領域具有重要的應用前景”。該論文發表后受到了廣泛關注和重視，連續一周成為該雜志閱讀最多的10篇論文之一（Top 10 Most-Read Articles）。

智能水凝膠又稱刺激響應性水凝膠，是由交聯的親水性聚合物鏈組成的三維網絡，能夠在環境信息如溫度、pH和某些化學或生物物質的刺激下極大地改變它們的體積和其他性能。它們在無數的應用中發揮著越來越重要的作用。環境刺激快速響應以及高彈性對于智能水凝膠的應用至關重要；但如何將快速響應速度和高彈性結合在一起，仍然是合成智能水凝膠的一項挑戰。褚良銀教授課題組在國際上提出了一種由活性納米凝膠作為交聯劑制備納米結構化智能水凝膠的新方法。該智能水凝膠由于因其這種納米結構而兼具快速響應和高彈性的優點，其高彈性表現在可承受劇烈壓縮、剪切以及強烈的變形，如彎曲、扭轉和拉伸。這種快速響應和高彈性的優點有望提高智能水凝膠的應用性能、擴大水凝膠的應用領域。該研究從材料結構設計到制備表征都在我校完成，四川大學為該論文的唯一通訊單位。

微納結構化是提升功能材料性能和拓展其新功能的重要途徑。在國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006－2020年）》中，明確提出“新材料技術將向材料的結構功能復合化、功能材料智能化”等方面發展，并明確提出要重點研究材料的“人工結構化和小尺度化、多功能集成化等物理新機制、新效應和新材料設計”。褚良銀教授課題組在國際上提出了一種用于可控制備具有特定形狀和功能的孔-核型微顆粒的新方法，利用微流控單分散雙重乳液為合成模板，創新性地通過可控調節該乳液體系的相界面特性，可控制備殼層上具有單個通孔結構的孔-殼型微顆粒。該微顆粒的內部空腔和殼層通孔的形狀和尺寸均可精確控制，且其空腔的表面性質也可靈活調控。該研究為設計和制備用于可控裝載/釋放、活性物質保護以及微反應等方面的新型微容器開辟了新途徑。日前，該研究成果“Hole-shell microparticles from controllably evolved double emulsions”發表在國際知名刊物《Angewandte Chemie International Edition》（I.F.=13.734）上（2013, 52(31): 8084-8087）。該研究工作因其新穎性和重要性而受到了高度重視，國際同行專家認為該論文中的新方法“巧妙”、“有趣”和“令人振奮”，被選為《Angewandte Chemie International Edition》雜志的封面論文（Cover Story）。

上述研究得到了國家自然科學基金重點項目（21136006）和教育部“長江學者和創新團隊發展計劃”創新團隊資助項目（IRT1163）等項目的資助。

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（責任編輯：徐）

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