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海南大学卢凌彬教授课题组在环境友好型多功能自愈合水凝胶研究中取得重大突破

时间: 2021年04月27日 09:45 来源: 宣传部 点击:[]

本站讯(记者 张赫)海南大学材料科学与工程学院卢凌彬教授课题组近期在环境友好型多功能自愈合水凝胶研究中取得突破性进展,其研究论文“An all-natural strategy for versatile interpenetrating network hydrogels with self-healing, super-adhesion and high sensitivity”在国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》发表。

自愈水凝胶作为一种自愈合材料,在成分破坏后可以恢复其结构的完整性和力学性能,在软机器人、人工植入物、人工智能、可穿戴设备、医疗器械和辅助健康技术等方面有巨大的应用前景。然而在实际应用中,由于成本昂贵、合成过程复杂、相互作用弱等原因,这些水凝胶不能稳定地发挥作用或得到广泛应用。此外,常见自愈合水凝胶多为人工合成高分子,它们在环境影响及生物相容性方面仍存在缺陷,且目前天然高分子基自愈合水凝胶在功能性上仍有不足。

为解决自愈合水凝胶环境友好性问题并丰富其功能性,卢凌彬教授课题组提出一种全天然策略,以环境友好的羧甲基纤维素和多巴胺为原材料,利用酰胺反应和氧化自聚反应同步发生方式获得一种环境友好型的多功能CMC/PDA水凝胶。

 



该研究获得的CMC/PDA水凝胶不仅具有良好的自愈合性能,而且展现出远高于同类材料的卓越粘附力,可粘附于各种表面,包括人体皮肤、纸张、塑料、树枝、石头、树叶等。这一特点使其可以紧密地粘附在人体皮肤上,不需要额外黏附剂。

CMC/PDA水凝胶拥有良好的导电性能,可以模仿人体皮肤操控智能手机。同时该水凝胶还可对手指、手腕、肘关节和膝关节等人体屈伸运动做出积极响应,甚至细微的运动(喉咙振动和脉搏跳动)也能被灵敏地捕捉到,实现对人体运动实时监测。该项研究不仅解决了自愈合水凝胶环境友好和生物相容性的问题,而且赋予自愈合水凝胶优异的粘附力和灵敏的响应感应性,可以模拟人体皮肤功能,在智能皮肤等领域有广阔的应用前景。

卢凌彬教授长期从事天然高分子功能化开发和应用研究,该论文第一作者为海南大学材料科学与工程学院2018级硕士生李亚萍,通讯作者为海南大学卢凌彬教授,海南大学为唯一单位。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129736

(编辑:余梦月)

 

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