碩士生宋夢夢在ACS Applied Materials & Interfaces (IF=7.504 )上發表文章:
Super Tough, Ultrastretchable Hydrogel with Multistimuli Responsiveness
水凝膠,一種由交聯聚合物網絡和大量的水構成的三維網絡結構,在自然界中非常豐富可見,覆蓋范圍從植物的木質部和韌皮部到動物的肌肉、組織和軟骨。受自然界啟發,人們合成了大量的水凝膠并將其廣泛應用在各種各樣的領域中,像組織工程、藥物和蛋白質釋放、傷口敷料、化妝品、廢水處理的吸收劑、驅動器以及傳感器等。
在本章中,我們報道了一種帶有高韌性、超拉伸性和抗疲勞特性的溫度和光響應的水凝膠的設計路線和制備方法。設計的策略是在水凝膠中植入橫跨多重長度的納米和微米結構的多重機理進行增強。策略的關鍵是高功能的超分子交聯劑的植入。而這種高功能的超分子交聯劑是由末端帶有客體基團的雙親性嵌段共聚物和乙烯基功能化的環糊精通過主客體作用自組裝形成的。與傳統膠束類型交聯劑不一樣的是這種組裝體具有膠束結構但同時還包含了在親水外殼處的主客體“開關”。在這里,我們選擇普朗尼克F127(PEO99-PPO65-PEO99)作為雙親性共聚物,偶氮苯基團作為客體分子,β-環糊精(β-CD)作為主體分子。最終,以這種大分子交聯劑交聯的制備的水凝膠展現出了超分子水凝膠的特性但同時擁有提高了的機械性能。膠束中可逆的開關和疏水聚集分別作為納米和微米尺寸的能量耗散結構,使得水凝膠展現出了斷裂韌性2.68±0.69 MJ/m3和拉伸強度475 kPa。交聯劑的高功能性和膠束的協同變形保持了水凝膠的高彈性,展現出了超過2100%的伸長率。同時水凝膠能夠承受100%的壓縮形變而不發生明顯變形,并且表現出了良好的抗疲勞特性。而且響應性的主客體開關賦予水凝膠以溫度和光刺激響應特性。據我們所知,這是第一次在水凝膠基質中將物理作用引入到膠束類型的交聯劑上。我們希望這篇研究能夠為設計高強和智能的水凝膠提供一種新的策略。
附文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.8b01410