[科技资讯] 合工大宣布研发出高性能水凝胶材料，组织自修复只要1分钟

该材料具有良好的力学性能和修复能力。

11月1日，合肥工业大学宣布其研究人员和合作者成功设计开发了一种能快速高效自我修复的高性能仿生智能纳米复合水凝胶。

正常情况下，当一个生物组织被外界破坏时，它原有的功能和结构会通过细胞或组织的自我修复而得到恢复。水凝胶作为一种高含水量的软材料，广泛应用于传感检测、药物释放、执行器和组织工程等领域。其自修复性能不仅可以延长其使用寿命，还可以大大提高其安全性。

然而，目前合成水凝胶材料的方法，即在凝胶网络的内部结构中引入弱相互作用力如修复剂、动态或可逆的共价或非共价作用力，存在一些缺点。因为即使有热、酸等外界刺激的帮助，自我修复过程也需要长达数小时甚至24小时以上。同时，在合成过程中，材料的力学性能及其应用效果往往会降低。

为此，该大学化学化工学院从怀平教授的课题组开始，与中国科学技术大学和德国马克斯·普朗克研究所胶体与界面研究所的课题组合作，提出了纳米复合水凝胶与配位键结合构建高性能材料的新策略。

研究人员使用单分散的金纳米粒子作为水凝胶三维网络结构的交联剂，通过金硫配位键将聚合物链与金纳米粒子连接起来。利用金纳米粒子优异的光热性能和高温下配位键的动态不稳定性，成功提高了纳米复合水凝胶的自修复性能。

此外，材料中金纳米粒子表面大量的不饱和金原子提供了大量的交联位点，大大提高了凝胶网络的支化程度，使材料具有优异的力学性能。

实验结果表明，在波长为808 nm的近红外光的诱导下，新材料可在1分钟内实现96%的自修复。同时，我们课题组对该凝胶的生物安全性评价结果表明，该材料具有良好的可注射性和生物相容性，可作为药物载体负载抗癌药物，在近红外光下进行控释。

据悉，此项工作得到了国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划、新世纪优秀人才支持计划、中央高校基础科研业务费用专项基金、合肥大学科学中心优秀用户基金等重点项目的支持。相关成果发表在国际知名的综合性化学期刊《化学》上。该论文的第一作者是青年教师秦博士和研究生。

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