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■本期观察:姜鑫亮 刘太阳 王新安

仿生触碰响应智能水凝胶
新型强吸附性水凝胶
自修复多动态键交联水凝胶

条件反射——

仿生触碰响应智能水凝胶

近期,《纳微快报》刊文称,中国科学院宁波材料技术与工程研究所科研团队受捕蝇草的启发,研制了一种对触碰刺激具有多功能响应的新型智能高分子水凝胶。

捕蝇草在飞虫的触碰刺激下,会快速形成电信号响应,从而闭合捕虫夹。而高分子水凝胶在光、热、磁、电等外部环境的刺激下,也会产生相应的变化。科研人员在传统水凝胶中引入过饱和盐溶液,使高分子水凝胶产生结晶。他们还通过局部添加水溶液,实现过饱和盐溶液在水凝胶中的区域化分布,最终实现智能高分子水凝胶在触碰刺激下的图案化结晶。

研究人员表示,这款仿生触碰响应智能水凝胶,在智能信息平台的触碰响应加密-解密领域有一定的应用潜力。此外,它还有可能为智能软体机器人的发展提供新的思路。

身段柔软——

新型强吸附性水凝胶

近日,《物质》杂志刊登了美国马里兰大学研究团队研制的一款新型水凝胶。这种新型水凝胶可吸收、可折叠、可切割,具有强吸附性和稳定性。

普通高吸水性水凝胶可以吸收超过自身重量100倍的水,但干燥后会变成易碎的固体。为了解决上述问题,科研人员将酸、碱和水凝胶的其他成分混装在一起,形成了一种多孔的泡沫状材料。他们再将其夹在玻璃板中间,形成薄片后暴露在紫外线下。最后,他们将固定的薄片浸入酒精和甘油并风干。这样制得的凝胶片可保持一年的柔软和灵活,具有较好的稳定性。

实验显示,新型水凝胶吸收并容纳的水基液体是普通纸巾的三倍多。该凝胶片可在20秒内吸收25毫升水,并保持水不滴落;面对更加黏稠的液体,如血液等,该凝胶片可在60秒内吸收近40毫升液体,超过纱布敷料的吸收效率。研究人员表示,该凝胶片未来有望在医疗、科研、家庭卫生领域发挥重要作用。

抗菌粘合——

自修复多动态键交联水凝胶

近期,中国暨南大学科研团队成功研制了一款自修复多动态键交联水凝胶。这是一种可注射粘合剂,可以较好地促进细菌感染伤口愈合。研究成果在《材料化学》期刊发布。

受贻贝启发,科研人员在水凝胶中引入邻苯二酚基团,使得新型水凝胶具备了良好的粘附性,可以适应伤口弯曲和扭曲状态等多种情况。在此基础上,研究人员引入了硼酸盐/双二醇,与原来成分相互作用下,进一步改善了水凝胶的机械性能和粘合性能。此外,研究人员还将聚多巴胺纳米粒子引入水凝胶,从而使得水凝胶具备了良好的细胞相容性和血液相容性。

研究团队表示,经过改进的水凝胶可以通过注射的方式,填充不规则伤口。它可以减少炎症反应、加速胶原沉积和促进血管重建,显著促进细菌感染的伤口愈合。未来,这款可注射水凝胶或将作为多功能敷料,用于治疗细菌感染伤口。

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