該材料具有良好的機(jī)械性能和修復(fù)能力。

11月1日，合肥工業(yè)大學(xué)對(duì)外宣布，該校研究人員及其合作者成功設(shè)計(jì)并研發(fā)了可快速高效自修復(fù)的高性能仿生智能納米復(fù)合水凝膠。

一般情況下，生物組織受到外界損傷時(shí)會(huì)通過(guò)細(xì)胞或組織的自我修復(fù)來(lái)恢復(fù)其本來(lái)的功能和結(jié)構(gòu)。作為一種質(zhì)地柔軟且高含水性材料，水凝膠廣泛應(yīng)用于傳感與檢測(cè)、藥物釋放、驅(qū)動(dòng)器及組織工程等多個(gè)領(lǐng)域，具有自修復(fù)性能不僅可延長(zhǎng)其使用壽命，同時(shí)可大幅提升使用安全性。

而目前采取的合成水凝膠材料的方法，即在凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中引入修復(fù)劑、動(dòng)態(tài)或可逆的共價(jià)或非共價(jià)作用力等弱相互作用力的方法，存在不足。因?yàn)榧幢闶窃跓?、酸等外界刺激輔助下，其自修復(fù)過(guò)程也需要消耗長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)甚至24小時(shí)以上的時(shí)間。同時(shí)，其合成過(guò)程中也常常會(huì)降低材料機(jī)械性能和其使用效果。

于是該?；瘜W(xué)與化工學(xué)院從懷萍教授課題組與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、德國(guó)馬普學(xué)會(huì)膠體與界面研究所相關(guān)研究組合作，提出了納米復(fù)合水凝膠與配位鍵相結(jié)合構(gòu)筑高性能材料的新策略。

科研人員將單分散的金納米顆粒作為水凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑，通過(guò)金-硫配位鍵使聚合物鏈與金納米顆粒相連，利用金納米顆粒優(yōu)異的光熱性能和配位鍵在高溫下的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性，成功實(shí)現(xiàn)了納米復(fù)合水凝膠自修復(fù)性能的大幅提升。

此外，材料中金納米顆粒表面的大量未飽和金原子提供的大量交聯(lián)位點(diǎn)，大幅提高了凝膠網(wǎng)絡(luò)的支化度，使該材料具有非常優(yōu)異的機(jī)械性能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在波長(zhǎng)808納米的近紅外光誘導(dǎo)下，該新型材料在1分鐘內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)96%的自修復(fù)。同時(shí)，課題組對(duì)凝膠的生物安全性評(píng)估結(jié)果表明，該材料具有良好的可注射性能及生物相容性，可作為藥物載體負(fù)載抗癌藥物在近紅外光下進(jìn)行可控釋放。

據(jù)悉，該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃，新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃，中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金，合肥大科學(xué)中心卓越用戶(hù)基金的資助。其相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)際著名綜合性化學(xué)期刊《化學(xué)》上，論文的共同第一作者是青年教師秦海利博士和碩士研究生張?zhí)埂?/p>

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