中國(guó)研究人員最近展示了一種創(chuàng)新的化學(xué)方法，用于在室溫下設(shè)計(jì)具有濕滑特征的各種層狀水凝膠。
這種被稱為“紫外線觸發(fā)表面催化引發(fā)自由基聚合(UV-SCIRP)”的方法是由中國(guó)科學(xué)院(CAS)蘭州化學(xué)物理研究所(LICP)周峰教授課題組提出的。
許多天然材料和生物組織——從珍珠層到肌肉和動(dòng)脈——都具有具有分層成分和排列結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)，這非常有益，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的材料特性和理想的多功能性。
出于這個(gè)原因，構(gòu)建濕滑、各向異性和分層的分層結(jié)構(gòu)水凝膠由于其天然的組織狀特性而引起了生物醫(yī)學(xué)、機(jī)器人和軟設(shè)備領(lǐng)域的興趣。
天然層狀生物組織的形成是一個(gè)時(shí)間主導(dǎo)的活體生長(zhǎng)過(guò)程，通過(guò)該過(guò)程可以精細(xì)控制每層的微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、幾何形狀、厚度、成分和機(jī)械性能。
“對(duì)于目前的制備技術(shù)，它們通常是物理制造路線，例如通過(guò)連續(xù)堆疊磚塊機(jī)械地建造墻，”該研究的通訊作者馬栓紅博士說(shuō)。
通過(guò)采用氧化還原機(jī)制，研究人員在水凝膠基材表面原位生成 Fe2+催化劑，導(dǎo)致單體在固液界面快速自由基聚合，以及相互滲透的單層或多層的可控生長(zhǎng)。室溫下的水凝膠網(wǎng)絡(luò)涂層。
據(jù)研究人員稱，反復(fù)應(yīng)用 UV-SCIRP 可以制造具有不同成分和層特征的多層水凝膠。表面催化凝膠化使該方法能夠有效構(gòu)建復(fù)雜的水凝膠圖案、非平面的任意形狀的水凝膠物體和血管樣復(fù)雜的多層水凝膠管。
UV-SCIRP 方法似乎適用于輕松修改水凝膠材料的表面潤(rùn)濕性和潤(rùn)滑性能。它將在聚合物科學(xué)和表面/界面科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生變革性的影響。
“它提供了一種全新的方法來(lái)開(kāi)發(fā)具有濕滑特性的仿生分層水凝膠結(jié)構(gòu)，適用于廣泛的應(yīng)用，包括類組織模型、軟機(jī)器人和智能設(shè)備，”周教授說(shuō)。
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