納米復合水凝膠
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-30
納米復合水凝膠的實例教程
受這些要求的驅使，Danno10在1958年首次報道了由γ射線輻照合成共價交聯的聚乙烯醇（PVA）水凝膠。自成立以來，水凝膠發展迅速，取得了里程碑式的進步。圖1概述了水凝膠概念從1894年到智能納米復合水凝膠配制的最新進展。
圖1從其起源到當前發展的水凝膠時間表的示意圖。
2.納米復合水凝膠的合成
通常通過在納米材料存在下通過各種交聯過程在水性介質中使組成單體交聯以遞送聚合物納米復合水凝膠來合成水凝膠。
2.4.1化學交聯的納米復合水凝膠
納米復合水凝膠是通過使用有機交聯劑對聚合物進行化學交聯而制成的，由于共價鍵合，化學交聯的水凝膠通常是永久性的。因此，化學交聯的納米復合水凝膠表現出很強的機械性能。圖2給出了用于合成納米復合水凝膠的不同化學交聯過程的示意圖。納米復合水凝膠已通過以下化學方法進行了工程改造，例如：
圖2：通過化學方法制備納米復合水凝膠的傳統方法：（A）加成反應，（B）縮合反應，（C）醛交聯，（D）自由基交聯和（E）光聚合。
2.4.1.2納米復合水凝膠工程的物理方法
物理膠凝作用是通過交聯過程來識別的，該交聯過程將聚合物溶液可逆地轉化為凝膠。非共價相互作用，例如范德華相互作用，氫鍵，離子相互作用，結晶，疏水相互作用，靜電相互作用或它們的組合，通過聚合物的物理交聯，將其用于合成納米復合水凝膠。物理交聯的凝膠是可逆的，因此水凝膠具有刺激性，可以通過改變pH，溫度和離子相互作用等物理條件來分解。由于聚合物和納米顆粒之間的非共價相互作用，納米復合水凝膠大多表現出自我修復能力，其中斷裂或割傷可通過在整個表面上重新形成鍵來自動修復。圖3表示通過物理方法制備合成水凝膠的不同常規方法的示意圖。
展開 .》: 抗疲勞斷裂、高拉伸性氨基酸基高分子復合水凝膠
南科大楊燦輝課題組：強韌多孔納米復合水凝膠用于水體修復
所制備的BC/Gel/SeNPs納米復合水凝膠表現出優異的機械性能，高溶脹吸水能力，良好的柔韌性和可降解性，以及具有緩慢，持續，穩定的SeNPs釋放特性。
2. SeNPs的原位合成賦予BC/Gel/SeNPs納米復合水凝膠卓越的抗氧化、抗炎性能與抗菌活力，該納米復合水凝膠對普通細菌菌株（E. coli和S. aureus）及多藥耐藥菌（MDR E. coli和MDR S. aureus）均具有出色的抗菌效果，且對多藥耐藥菌抗菌效果更為明顯。BC/Gel/SeNPs納米復合水凝膠的抗菌作用機制可能主要歸因于細菌細胞膜完整性的破壞和細菌細胞內ROS水平的升高。
3. 所構建的BC/Gel/SeNPs納米復合水凝膠具有良好的生物相容性。
4. 所開發的這種新型的兼具抗菌，抗氧化，抗炎性能的多功能載硒細菌纖維素/明膠納米復合水凝膠不僅能夠有效地避免普通細菌和多藥耐藥菌造成的傷口感染，而且也能夠顯著性地加速皮膚的傷口愈合，因此，有望作為功能性傷口敷料，為解決臨床上的傷口易感染，以及難愈合問題提供了新的思路與方法。
該論文的第一作者為華中科技大學生命科學與技術學院博士生毛琳和博士生王蠡，通訊作者為華中科技大學生命科學與技術學院楊光教授和石志軍博士。華中科技大學為第一作者單位。研究工作得到獲得國家自然科學基金項目（21774039，51973076）、國家重點研發計劃“政府間國際科技創新合作/港澳臺科技創新合作”重點專項 （金磚國家） (2018YFE0123700)等資助。
論文鏈接：
L. Mao, L. Wang, M. Zhang, W. M. Ulah, L. Liu, W. Zhao, Y. Li, A. A. Q.
展開 （a）超小配位聚合物納米藥物水凝膠復合敷料的制備示意圖；（b）基于納米復合水凝膠敷料的燒燙傷創面程序化治療。
西北大學范代娣教授團隊首次提出了敷料管理-化療-低強度高脈沖非熱輻射激光治療 (LLLT) 的聯合治療新策略，并為此設計了一種高度集成且結構簡單的超小納米藥物復合水凝膠傷口敷料。這種納米復合水凝膠由氧化透明質酸、ε-聚賴氨酸接枝的類人膠原蛋白和姜黃素-Fe(III) 無限配位聚合物納米藥物 (Cur-Fe(III) ICPs），通過亞胺鍵和納米顆粒-聚合物相互作用進行雙重動態交聯而成。無載體和超小 (9.14 ± 1.25 nm) Cur-Fe(III) ICPs 具有極小的光散射和光吸收，這使得載藥后的水凝膠依然具有良好的透光性（>90.1%）；具有傷口炎性期微環境響應性的藥物釋放，這使得自動級聯的炎性期特異性治療得以實現；具有藥物釋放前后的“關-開”式熒光變化，這使得傷口愈合過程中的化學藥物治療可進行可視化監控；具有豐富的表面動態交聯位點，這使得納米復合敷料可在 10 分鐘內實現了 84.6% 的交聯重建效率，從而使其更適應燒傷。這種超小的、微環境響應性納米藥物復合水凝膠的構建為設計透明的快速自愈合水凝膠傷口敷料提供了一種新策略。
圖2. （a）水凝膠的宏觀和微觀自愈過程；（b）水凝膠的可注射和可重塑性能；（c）水凝膠對大鼠器官的粘附;（d）三種止血模式的示意圖。
該水凝膠傷口敷料的快速原位成膠、高透明、自熒光監控下的pH 響應性藥物釋放和高度的燒燙傷傷口適應性（形狀重塑、自愈和組織粘附）等特性，使得敷料管理-化療-LLLT聯合治療得以在該敷料系統中兼容。
展開 【摘要】
為了滿足各種實際需求并增強人類體驗，具有多功能性的水凝膠對于柔性可穿戴傳感器具有重要意義。最近，
東華大學
凡小山副教授
/
劉天西教授
團隊
已經開發出一種新策略來制造具有優異拉伸性、快速恢復性、自愈性和出色粘附性的納米復合水凝膠。
PAAc/SiO
2
-g-PAAm 納米復合水凝膠
是通過丙烯酸 (AAc) 聚合制備的，使用 SiO
2
-g-PAAm核殼雜化納米粒子 (SiO
2
-g-PAAm) 作為動態交聯中心。PAAc 基質和接枝的 PAAm 鏈之間的密集動態氫鍵可以可逆地破壞和重建以耗散大量能量。由于這種獨特的特性，配制的水凝膠顯示出廣泛的理想特
性，包括模擬皮膚的模量、
優異的拉伸性
(1600%)、出色的自愈性能（環境溫度下為 96.5%）和快速恢復性
。用所制備的水凝膠制成的傳感器在應變范圍從 50% 到 500% 內表現出較高的檢測靈敏度，應變系數值為 5.86，響
應時間快，抗疲勞性能好。根據出色的粘附性，該傳感器可以附著在不同的基板上，以實現實時運動監控。
在實際的可穿戴傳感測試中，可以感知人體的各種動作，包括微小的吞咽、大笑和說話，以及籃球投籃時手腕、肘部和膝蓋的大規模運動。這些演示預示著我們的傳感器在準確和長期的人體運動中的潛在應用
。
展開 
納米復合水凝膠的最新內容
來源 | International Journal of Heat and Mass Transfer
原文 | https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.123946
01
背景介紹
隨著科技的飛速發展，器件功率密度的提高和器件的小型化
低回滯納米復合水凝膠材料的結構示意及其力學行為。
Sci. 2017, 35, 1253?1267），設計并報道了一種由Ti3C2Tx MXene納米片促進構筑的高強韌、超拉伸、高導電和具有優異應變敏感性能的多重鍵合網絡納米復合物理水凝膠（圖1）。作者將新型的2D Ti3C2Tx MXene納米片作為多官能度的交聯點和應力承載、分散中心，并且利用可控離子滲透的方式吸收Fe3+(ACS Appl. Mater.
當液體與固體相接觸時，在二者的界面處會形成雙電層，這是電化學、微流體學和膠體化學等許多研究領域的基礎。近期的一些研究表明，在不同的環境刺激下，液固界面雙電層的動態變化可以對外輸出電功，例如濕度變化、水蒸發發電等。此外，機械運動也可以引起固-液界面的動態變化，從而實現機械能-電能的轉換。前期的一些工作報道了基于水滴與介電聚合物間動態界面的發電器件
中科院上海硅酸鹽研究所吳成鐵研究員團隊首次設計、開發了一種具有腫瘤治療和傷口愈合功能的快速成型原位噴霧水凝膠，對于清除手術切除后殘留的腫瘤組織和快速促進皮膚創面愈合至關重要。他們發現β-FeSi2（FS）可作為一種新型抗腫瘤劑，不僅具有理想的光熱性能，而且釋放的Fe離子可以在腫瘤部位誘導芬頓反應，具有化學動力療法的特性。因此，β-硅化鐵/海藻酸鈉(FS/SA)復合噴霧水凝膠可以通過光熱和化學動力協同有效地殺死腫瘤細胞
水凝膠電解質基柔性鋅離子混合電容器（ZIHCs）由于其集成了鋅電池和電容器的互補優勢，正逐漸成為一種新興的、極具潛力的儲能設備。然而，鋅離子混合電容器仍面臨著能量密度和循環壽命之間失衡和鋅負極枝結晶的問題。與此同時，如何實現高性能的水凝膠電解質仍然存在一些挑戰：1）繁瑣的制備過程，需要長時間的高溫加熱（60-90 °C，
光熱療法 (PTT) 和光動力療法 (PDT)是運用光敏藥物和激光活化治療新生血管和腫瘤類疾病的一種新方法。光熱治療法是將具有較高光熱轉換效率的材料注射入人體內部，利用靶向性識別技術聚集在腫瘤組織附近，并在外部光源的照射下將光能轉化為熱能來殺死癌細胞的一種治療方法。光動力治療用特定波長照射腫瘤部位，使選擇性聚集在腫瘤組織的光敏藥物活化
最近，
東華大學
凡小山副教授
/
劉天西教授
團隊
已經開發出一種新策略來制造具有優異拉伸性、快速恢復性、自愈性和出色粘附性的納米復合水凝膠。
外科補片是一種廣泛應用于外科手術的醫用編織物，為組織器官提供永久性或臨時性力學支撐。在使用時，外科補片需要被固定在缺損或病變的組織區域上以進行修復或重建。傳統固定方法采用縫線、縫合釘或螺旋釘等穿透組織的方式來實現，過程耗時且容易引起神經損傷及慢性術后疼痛等并發癥。利用粘接這一非穿透手段來實現固定被認為是一種理想的替代方法
：在納米粒子組裝異質凝聚層模擬無膜細胞器以控制高分子時空分布領域取得進展
香港中文大學邊黎明教授課題組：可注射水凝膠及其于再生醫學中的應用
香港中文大學邊黎明教授課題組《Nano Letters》: 納米復合水凝膠調控細胞行為
港中大邊黎明教授《Nat. Commun.》
