水凝膠復合材料的案例
南方科技大學任富增課題組《AFM》：源于仿生的高度各向異性、超強且具有骨傳導性的礦化木材水凝膠復合材料，用于骨修復
原位礦化的羥基磷灰石納米晶體主要沉積在海藻酸鹽水凝膠上，并沿著纖維骨架取向排列，均勻分布于復合水凝膠基體中。
圖2. 結構、成分表征：(a-b) 天然松木的橫截面及縱截面結構；（c）脫木質素前后木材各組分含量變化；（d-e）脫木素后模板的橫截面及縱截面結構；（f）脫木質素前后模板的XRD圖譜；（g-i）模板填充水凝膠后的微觀結構；（j）沉積HAp后復合水凝膠的微觀結構；（k）水凝膠復合HAp的TEM圖及對應的選區電子衍射斑；（l）復合水凝膠中HAp的三維分布；（m）復合水凝膠的2D SAXS圖。
由于纖維素與海藻酸鹽之間的氫鍵作用以及在基體內均勻分布的Hap納米晶體填充效應，該復合水凝膠表現出超強的力學性能，沿纖維取向方向的拉伸強度高達67.8 MPa，彈性模量達到670 MPa，比常規化學交聯水凝膠高3個數量級，并超過大多數的強韌水凝膠材料，與天然骨的強度接近。在平行取向方向，水凝膠拉伸強度為13.2 MPa，彈性模量為7.4 MPa，表現出顯著的各向異性。
圖3. 化學處理后的木材（WW）、木材水凝膠(WH)、HAp礦化的木材水凝膠（MWH）復合材料力學性能對比：(a-c) 分別為WW、WH及MWH沿纖維取向L和垂直纖維取向R的拉伸應力-應變曲線；(d-e)拉伸強度和彈性模量對比；(f) 本研究制備的MWH與其他具有代表性的水凝膠材料、軟骨、骨組織的機械強度及彈性模量對比；(h) 海藻酸鹽水凝膠與纖維素分子間的氫鍵結合。
納米HAp的定向有序沉積賦予了此木材水凝膠復合材料獨特的生物功能性，不僅改善了成骨細胞在WH上的增殖和粘附，并成功誘導細胞向成骨分化。
展開 ：在3D打印水凝膠-高分子復合結構方面取得重要研究進展
水凝膠是一種含水量較高的聚合物網絡，通過將水凝膠與其他高分子材料快速鍵合形成水凝膠-高分子復合結構，可起到保護、增強水凝膠結構或引入新功能的作用，在生物醫療、柔性電子、軟體機器人等諸多領域有著巨大的應用價值。目前研究者主要將精力集中在水凝膠與硅膠間的復合，且結構多為簡單的層狀結構，極大地限制了其應用。雖然基于數字光處理的3D打印技術可對各種光敏水凝膠和高分子材料進行三維成型，但是水凝膠與其他高分子材料界面間的結合力較弱，如何在打印水凝膠-高分子復合結構的同時增強不同材料間的界面結合力仍然是一個難題。
近日，南方科技大學機械與能源工程系葛锜副教授課題組與浙江大學曲紹興教授課題組合作研究發現，利用改性水溶性光引發劑-2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦（TPO）在引發丙烯酰胺水凝膠光聚合反應時的不完全性，使其能與包括彈性體、剛性聚合物、ABS類樹脂、形狀記憶高分子在內的不同（甲基）丙烯酸酯類樹脂形成共價界面，極大地提高了水凝膠-高分子材料的界面結合力。如圖1所示，利用該團隊自主開發的數字光處理技術多材料3D打印系統，可實現水凝膠-高分子高精度多材料復雜混合三維結構的快速一體化成型。通過三個應用案例，證明了所提出的新方法可以極大地豐富水凝膠-高分子結構與器件的設計自由度，并對其功能和性能實現進一步的提升。
圖1. 多材料3D打印水凝膠與其他高分子材料的復合三維結構
利用該多材料3D打印技術可實現多種水凝膠三維復合材料結構的快速一體化成型。通過剛度增強微結構設計，水凝膠復合材料的模量有幾十倍甚至幾百倍的提升，如圖2所示。
展開 .: 低回滯納米復合水凝膠材料
：在構筑強韌水凝膠材料方面取得重要進展
中山大學鄧文斌、高理錢《ACS AMI》：超短肽復合水凝膠用于藥物緩釋與促進糖尿病傷口愈合
中科院上海硅酸鹽所吳成鐵研究員團隊Biomaterials：噴霧式β-FeSi2 復合水凝膠用于便攜式皮膚腫瘤治療和創面愈合
西安交大成一龍課題組《Chem. Mater.》: 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
哈佛大學鎖志剛教授與西安交大盧同慶教授《PNAS》: 水凝膠復合補片 - 用于組織創口閉合的新型醫用材料
針對這一問題，西安交通大學機械結構強度與振動國家重點實驗室、航天航空學院軟機器實驗室研究人員盧同慶教授及高揚副教授與哈佛大學鎖志剛院士提出了一種水凝膠復合補片（Hydrogel-mesh composite, HMC）。通過將組織黏附水凝膠與醫用補片復合，得到的水凝膠復合補片在與組織形成強粘接的同時，還綜合了水凝膠及外科補片的優點，如生物相容性、對水及小分子的可滲透性，高的面內剛度及低的彎曲剛度等。這種水凝膠復合補片在組織的無縫線創口閉合中表現出巨大的應用潛力。
1
水凝膠復合補片的基本概念
圖1 水凝膠復合補片的基本概念
水凝膠復合補片可通過水凝膠材料與外科補片間的宏觀拓撲互穿結構來實現（圖1A）：即將水凝膠前驅體溶液浸入到外科補片纖維間連通的孔洞中并原位引發交聯，所形成的水凝膠在單根纖維尺度上與外科補片拓撲互穿而結合，從而得到水凝膠復合補片。當該水凝膠復合補片被用于組織創口之上，特別是承受著較大應力的組織上時，外科補片作為骨架將應力均勻分散在較大的粘接界面之上（圖1B）。與之相比，縫線會在創口周邊組織中產生顯著的應力集中（圖1C）；而水凝膠材料自身較低的面內剛度，使其在組織承受應力時易于發生大變形，從而不利于創口的閉合（圖1D）。
展開 
寧波材料所在非對稱仿生智能水凝膠驅動領域取得系列進展
高分子水凝膠驅動材料是近年來發展起來的一類具有與生物組織相似的“軟、濕態”特性的智能高分子材料，它們能夠像生物體一樣“感知”各種外部刺激，從而發生可逆形變，因而在仿生驅動器、軟質機器人等領域具有巨大的應用潛能。但通常受限于材料自身的成分及結構，這些智能水凝膠驅動材料通常存在難以實現三維復雜形變、難以脫離水環境進行驅動、功能較為單一等問題，限制了其進一步應用。針對現存的問題，中國科學院寧波材料技術與工程研究所智能高分子材料團隊研究員陳濤和張佳瑋通過構筑系列的非對稱性高分子水凝膠及其復合材料體系，實現了其在智能水凝膠驅動器的多功能應用。
通過模仿自然界中生物體的各向異性結構，采用紫外光原位法，他們將氧化石墨烯-聚（N-異丙基丙烯酰胺）（GO-PNIPAM）復合水凝膠中的氧化石墨烯局部還原，從而高度可控地獲得了非對稱的各向異性結構。以其為模板，在水凝膠未還原區域引入具有不同刺激響應性的第二網絡，進一步實現了多重響應（熱、光、離子強度和pH響應）的3D復雜形變并設計了一種“仿生抓手”，可在多種外界刺激下，準確抓取特定的目標物（Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 8670）。
圖1 （A）含羞草在空氣中響應及其響應機理，（B）具有水分子內循環系統的雙層水凝膠，雙層水凝膠在（C）水、（D）油、（E）空氣中的響應功能
由于智能水凝膠驅動材料需要通過與周圍水溶液發生物質交換誘導水凝膠的溶脹或收縮，從而實現形狀的可逆改變，因而水凝膠驅動材料通常在水相中才能實現驅動功能。構筑可在多種環境實現驅動的水凝膠驅動器，有助于充分發揮智能水凝膠驅動材料的潛能。借鑒含羞草受到外界刺激時葉片閉合、葉柄下垂的機理（水分子在葉枕上下兩部分的定向移動），他們利用熱響應行為相反的高分子構筑了雙層水凝膠（圖1）。
展開 Jerry Qi教授《先進功能材料》綜述：4D打印技術研究進展
目前，4D 打印技術， 廣義地定義為智能材料或結構在打印完成后，在外界刺激（如溫度，濕度與光照等）下，其形狀、性質和功能隨著時間發生特定的演變。相比于傳統3D打印技術，4D打印增加了一個時間的維度，而具有以下的優勢：1）具有刺激響應性能的打印構件可用于智能器件；2）打印薄壁與點陣結構可以大幅節省打印材料與時間；3）形狀改變特性可用于減少存儲空間與方便運輸。
4D打印技術利用不同的3D打印方法，實現打印的智能材料與結構在外界刺激下的形狀與功能的演變，用于智能器件、生物醫用與超材料等。
近日，美國佐治亞理工學院機械工程系的H. Jerry Qi 教授在《先進功能材料》雜志上發表特邀綜述，回顧了4D打印技術的發展歷史，從材料的角度重點介紹了4D打印技術中最廣泛研究的3D打印形狀可變高分子材料研究進展。4D打印技術發展源于智能/功能材料，3D打印技術和模擬/設計等交叉學科的快速發展。文章概述了已報道的，基于不同刺激響應特性、打印方法與變形機理的單一材料與多材料打印技術， 用于形狀可變結構的3D打印。4D打印結構中至少有兩個穩定狀態， 打印形狀在外界刺激下響應而轉變到另外一個狀態。3D打印材料形狀轉變的基本機理，是直接利用打印智能材料刺激響應性，或者利用打印過程或打印結束以后在智能材料/結構中引入的本征應變（或應變失衡）在外界刺激下的響應。 其中，單一材料4D打印技術，主要包括3D打印單一的形狀記憶材料與液晶彈性體，而后者具有刺激響應的可逆形狀轉換能力。復合材料/多材料4D打印技術，包括3D打印水凝膠復合材料/多材料、纖維增強活性復合材料、雙層結構復合材料、形狀記憶多材料以及梯度溶脹/脫溶劑的多材料等。文章也簡單介紹了4D打印多功能材料的進展，包括4D生物打印與3D打印自修復材料等。
展開 北京林業大學楊俊課題組在納米纖維素自愈合復合水凝膠方面取得系列進展
高強度水凝膠是一類具有三維交聯網絡的軟濕性材料，在柔性電子器件、生物組織替代、組織工程支架等領域有巨大的應用潛力。賦予水凝膠材料自愈合（自修復）能力可以自動修復損傷，恢復其結構和功能，從而提高凝膠材料使用的安全性、可靠性和耐久性，延長其使用壽命。然而，高強度水凝膠的聚合網絡需要強度較高且穩定的交聯，而實現水凝膠自愈合需要動態可逆的交聯，因此，高強度和自愈合從本質上來講是相互矛盾的。如何制備同時具有高機械強度和優異自愈性能的水凝膠材料是水凝膠研究中的一項重要挑戰。
為實現凝膠材料高強度和自愈合性能的集成，北京林業大學楊俊研究小組與北京化工大學萬鵬博研究小組合作設計了一種基于納米纖維素增強和配位鍵可逆修復的復合水凝膠材料。通過在納米纖維素表面均勻涂布單寧酸并進行自由基原位聚合和離子交聯，形成具有動態交聯結構特征的高強度凝膠材料。此外，該凝膠材料還具有優異的粘附性和應變響應的導電特性，可直接黏附到人體的皮膚上，用來檢測手指彎曲等大形變以及脈搏跳動等微弱的生理信號。成功地將組裝后凝膠傳感器應用于投籃訓練姿勢矯正，并可通過人體運動實時監測系統在智能手機客戶端對用戶健康狀況進行分析和診斷。這項工作為設計纖維素基的多功能水凝膠提供了新的思路，拓展了可穿戴柔性電子和醫療保健監測的實際應用。研究成果以“Mussel-Inspired Cellulose Nanocomposite Tough Hydrogels with Synergistic Self-Healing, Adhesive, and Strain-Sensitive Properties”為題在線發表在《Chemistry of Materials》(2018,30 (9), 3110–3121) 期刊上。
展開 納米復合水凝膠在藥物遞送領域的發展
水凝膠是一種普遍存在于生活中的基礎材料，尤其在生物工程和醫學領域有著廣泛的研究和應用。這種材料本質上來說是一種親水的三維聚合物網絡，能夠吸收大量的水以及生物體液，但同時又由于物理化學交聯作用而并不溶于水，因此導致水凝膠材料遇水表現出熱力學相容性，即能夠在水相介質中溶脹。正是由于這些特點，水凝膠材料在藥物遞送等生物應用領域積累了幾十年的科學研究。
近十多年來，納米技術發展迅猛，將納米顆粒與水凝膠相結合用于藥物遞送也成為了研究熱點。簡單來說，所謂納米復合材料就是將納米顆粒或者納米構造通過物理或者共價交聯的方法引入到水凝膠的分子網絡中。由于納米顆粒自身具有獨特的物理化學性質， 引入了納米材料的水凝膠可以增強自身機械性能更利于藥物釋放，或者被賦予諸如外源刺激響應等功能來進一步實現藥物的可控釋放。
【增強水凝膠自身性能】
受限于聚合物網絡結構以及含水量豐富的性質，水凝膠的力學性能較差，而生物支架或者軟骨組織替代物對材料的韌性與機械強度都有一定的要求，因此適當提高水凝膠材料的力學性能能夠促進其在生物醫學領域的發展。魯雄等人受到貽貝粘附現象的啟發，發展了一種聚多巴胺-粘土-聚丙烯酰胺的水凝膠基膠帶。在這種材料中，多巴胺插入粘土納米片層中并在其中進行有限的氧化作用從而為納米片層引入了豐富的自由鄰苯二酚分子，可有效增強材料的粘性。隨后丙烯酰胺單體也被引入并原位生成水凝膠。由于納米粘土可的存在，水凝膠的韌性被大大增強，其粘性持續時間明顯提高，可反復使用，更有利于藥物分子的緩釋作用。
細胞的體外培養需要人工細胞外基質的支持，水凝膠作為細胞外基質的對象材料已經產生了廣泛的研究。
展開 .: 材料和器械表面生長水凝膠潤滑涂層新方法
其間，在器械表面構筑親水潤滑涂層能夠有效減小其與組織界面的摩擦力、降低手術操作難度、減小病人痛苦、延長器械使用壽命。水凝膠是一類具有典型濕滑特征的高分子材料，表面修飾水凝膠涂層可以有效改變材料與器械表面的潤滑特征；但如何通過溫和而可控的技術手段實現水凝膠材料的涂層化修飾仍然頗具挑戰。目前報道的修飾水凝膠涂層的方法，如表面橋聯、表面光引發、水凝膠涂料法等，都存在基材通用性差、涂層厚度可控性差等共性難點。因此，如何實現在通用材料和器械表面可控生長水凝膠潤滑涂層，仍然是該領域的一個科學難點。
針對上述科學難點，早在2018年周峰研究員團隊就發明了表面鐵催化引發自由基聚合（SCIRP）方法學（Adv. Mater., 2018, 30, 1803371），即通過在各種基材中摻雜納米鐵粉制備具有固液界面催化活性的復合材料，然后將其浸沒于單體反應溶液中，便可在室溫條件下于復合材料表面可控生長出水凝膠涂層。SCIRP方法雖然解決了在多樣化基底表面可控修飾水凝膠潤滑涂層的技術難點，然而鐵基復合材料制備過程較為繁瑣，使得該方法在醫療器械領域的應用受限。
圖1. SIL@UV-SCIRP方法生長水凝膠涂層的示意圖。
近期，中科院蘭州化物所周峰研究員、麻拴紅副研究員團隊提出了一種在通用材料和醫療器械表面生長水凝膠潤滑涂層的新方法：即基于黏附性功能層（SIL）的紫外引發-表面催化引發自由基聚合方法（UV-SCIRP）[SIL@ UV-SCIRP]。
展開 北大深圳醫院曾暉教授、康斌教授團隊和中科院深圳先進院任培根研究員團隊合作在新型水凝膠研究中取得新進展
體外研究表明，復合水凝膠對前成骨細胞MC3T3-E1細無毒性，可誘導MC3T3-E1成骨分化，通過檢測毛細血管長度、分支點、和血管生成基因 vegf 表達證明此水凝膠的促血管生成作用。本研究中制備的新型CSMAP-SPS水凝膠在骨再生方面有一定的應用前景。
水凝膠在蒸餾水中的溶脹特性
本研究第一作者及共同一作為北大深圳醫院骨科生物材料國家地方聯合工程研究中心的陳英奇博士及深圳先進技術研究院的Udduttula A博士。通訊作者為北大深圳醫院曾暉教授、康斌教授及深圳先進院醫藥所能量代謝與生殖研究中心任培根研究員。
展開 河北工大邢成芬教授課題組和寧波材料所王冰研究員課題組合作：制備出可高效抗菌的PIC/PTTP復合仿生水凝膠
仿生抗菌水凝膠由于其良好的生物相容性，在傷口愈合敷料方面具有很好的應用前景。目前，仿生抗菌水凝膠的研究集中在抗生素的負載、控釋，以及刺激響應性的水凝膠復合物的設計和制備。但是其較低的抗菌效率限制了后續的實際應用研究。
嵌膜水溶性寡聚電解質具有較低的毒性、較好的光穩定性、優異的抗菌能力以及不易引起細菌耐藥等優點，非常適合作為仿生抗菌水凝膠的抗菌成分。然而，受限于在水相體系的聚集現象，水溶性共軛小分子的單線態氧產生效率不高，且與細菌相互作用也受到影響。
為了實現具有高效抗菌活性的仿生抗菌水凝膠，河北工業大學邢成芬教授課題組和中國科學院寧波材料所王冰研究員課題組通過使用具有兩親性質的聚乙腈多肽（PIC）作為水凝膠的主要成分，通過利用水凝膠與水溶性共軛寡聚物PTTP的相互作用，來調控線形PTTP分子在水溶液中的聚集行為。PIC在提高PTTP分散能力的同時，可以提高單線態氧的產生效率，增強PTTP與細菌的相互作用，最終制備出具有高效抗菌效果的復合仿生抗菌水凝膠。
圖1. PIC/PTTP復合仿生抗菌水凝膠的作用原理，以及PTTP，PIC的化學結構式
在前期工作基礎上，由邢成芬教授，王冰研究員帶領的研究團隊研究了PTTP在水相溶液以及其他不同溶劑中的聚集行為以及活性氧產生效率，得到了其聚集行為以及聚集尺寸與活性氧產生效率的關系。利用PIC的β螺旋結構以及OEG側鏈與水溶性共軛分子之間的相互作用，實現了對PTTP聚集體聚集行為的調控。紫外可見吸收光譜、熒光發射光譜以及流式細胞分析等結果也充分證明該水凝膠體系有利于提高細菌對PTTP的攝取效率。
展開 
中國海大劉晨光教授團隊開發出一種高強度，可拉伸，自愈合的滸苔多糖-聚丙烯酰胺復合水凝膠傷口敷料，實現海洋綠藻到生物材料的便捷轉化
在外力作用下不同形式的水凝膠樣品的圖像（拉伸：直徑8.0毫米；壓縮：直徑15.0毫米）。（A）打結和交叉拉伸，（B）直接拉伸，（C）扭曲拉伸，（D）彎曲和（E）承受200 g的重量。（F，H）壓縮和疏松的PEP-PAM水凝膠，（G，I）壓縮和彎曲的僅PAM水凝膠。
該PEP-PAM水凝膠的自愈合行為無需額外的化學修飾和外界因素的刺激，可在10 min內完成自修復。水凝膠的自愈合行為與水凝膠體系的動態鍵及多重氫鍵有關。水凝膠具有組織粘附性，與新鮮豬皮組織的粘附性可達22.1 ± 2.5 kPa，主要歸因為滸苔多糖（PEP）的活性基團與組織表面基團（胺基、咪挫基、羥基等）的多重作用，靜電相互作用和氫鍵作用。
圖2. PEP-PAM水凝膠的自愈特性。（A）PEP-PAM水凝膠的自愈能力的圖像顯示（比例尺= 1 cm）；（B）應變振幅掃描測試；（C）交替步進應變掃描測試。
此外，該PEP-PAM水凝膠具有天然的抗氧化活性。水凝膠可作為藥物遞送載體將表皮生長因子（hEGF）遞送到全層皮膚傷口處，在15天內傷口愈合率達到100 ± 7.1%。
圖3. 負載hEGF的PEP-PAM水凝膠的體內研究，用于治療大鼠背部（直徑18.0毫米）的全層皮膚傷口。（A）傷口愈合的定量分析。（B）在3 d，5 d，10 d和15 d傷口愈合的數碼照片。（C）在第15天用0.9% NaCl，hEGF（1.0 mg/mL），水凝膠和負載hEGF的水凝膠處理傷口再生的組織形態學評價。
展開 《Adv Mater》：一種可用于快速凈化飲用水的水凝膠材料！
f)ABH 和含活性炭水凝膠的純殼聚糖放置在含菌水中5天和 15 天前后的水分蒸發率。g) ABHs 在含菌河水中儲存 3 個月后的持續時間測試。每天包括 6 小時的水蒸發率持續測試。h) ABH 的能量效率和水蒸發率以及先前報道的具有不同抗菌機制的研究。
總之，研究人員通過聚合物骨架的分子修飾和原位凝膠化，制備了一種具有抗菌、抗生物污染、高水蒸發效率的抗菌水凝膠（ABH），其可用于水源的凈化與長期使用的太陽能水蒸發器。通過將兒茶酚基團接枝到 CS 骨架上，兒茶酚的自動氧化會產生過氧化氫作為副產物，從而滅活水中的細菌。醌功能化活性炭顆粒通過與細菌蛋白質和代謝中的巰基反應，進一步加速殺滅細菌。當直接用作片劑時，ABH 在環境條件下以零能耗在 60 分鐘內快速滅活 >99.999% 的細菌。作為簡單易用的水消毒和防生物污損蒸發器材料，ABH利用過氧化氫和醌基作為通用抗菌劑，在家庭或社區規模的實際水處理方面展示了巨大的潛力。（文：阿權）
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯系，未經許可謝絕轉載至其他網站。
展開 小凝膠，大威力！記中科院蘇州納米所在納米水凝膠抗污染油水分離膜材料取得進展
然而，傳統的膜分離材料在油水分離過程中會遭受嚴重的污染，導致分離通量以及油水分離效率的急劇下降，嚴重阻礙了膜分離技術在油水分離領域中的發展和應用。因此，開發新型的分離膜材料，解決分離膜材料的污染問題，是實現油水的高效、快速以及穩定分離的關鍵所在。
圖1兩親離子性納米水凝膠接枝改性PVDF多孔膜（ZNG-g-PVDF）示意圖。
近期，為了解決膜分離材料的抗污染問題，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所靳健研究員課題組在前期工作的基礎上，設計和制備了一種磺基甜菜堿型兩親離子性納米水凝膠接枝改性的PVDF多孔膜（ZNG-g-PVDF）（如圖1所示）。這一兩親離子性納米水凝膠的尺寸~50nm，這一納米級尺寸有助于納米水凝膠的快速浸潤和吸水，從而賦予了PVDF多孔膜超親水的性質。由于兩親離子性納米水凝膠同時具有水凝膠的高保水性能以及兩親離子性聚電解質的強水合能力，能夠在PVDF多孔膜的表面構筑出牢固的水合層以及近中性的表面。這一超親水的近中性表面賦予了PVDF多孔膜在水下對原油近乎零粘附的效果（如圖2所示）。此外，磺基甜菜堿型兩親離子性納米水凝膠具有優異的抗鹽性以及耐酸堿性能，保證了兩親離子性納米水凝膠接枝改性的PVDF多孔膜在不同種類的鹽溶液中以及寬泛的pH范圍內均能夠保持超親水特性以及水下超低油粘附效果。為了進一步考察這一分離膜材料的抗污染性能，研究人員通過模擬現實的乳化油水，利用這一兩親離子性納米水凝膠接枝改性的PVDF多孔膜來分離含有表面活性劑、蛋白質以及生物有機質（NOM）的油水乳液并監測其多次循環過程中通量的變化情況。實驗結果表明（如圖3所示），這一兩親離子性納米水凝膠接枝改性的PVDF多孔膜具有優異的綜合性抗污染能力，循環過程中通量的恢復率幾乎高達100%。這一工作所使用的親水改性策略相對溫和、簡單，為制備高效油水分離膜材料提供了新的視角。
展開 《綠色化學·綜述》生物分子合成仿生納米復合水凝膠用于止血和傷口愈合
【背景介紹】
納米復合水凝膠已成為新型生物材料，并在生物醫學應用中引起了廣泛的研究興趣。將多種納米材料作為納米填料摻入軟聚合物基質中可增強水凝膠的物理，化學和生物學特性，從而形成具有改善的化學和生物學特性的納米復合水凝膠。然而，傳統的物理或化學交聯方法經常引起與納米復合水凝膠在制備，施用和隨后處置期間的毒性，生物相容性和環境問題有關的關注。
【科研摘要】
受自然生物學過程的啟發，研究人員越來越多地通過在水凝膠基質中摻入各種納米材料來減少傳統納米復合水凝膠的影響，研究了生物分子輔助的生物合成納米復合水凝膠的方法。最近，印度研究人員Sujoy K. Das在《Green Chemistry》上綜述了題為Biomolecule-assisted synthesis of biomimetic nanocomposite hydrogel for hemostatic and wound healing applications的論文。探索了納米復合水凝膠制劑的傳統化學和物理方法以及對環境的影響。系統地綜述了使用生物啟發方法制備納米復合水凝膠制劑的最新生物制備策略，并且也強調了與生物制備納米復合水凝膠在止血和傷口愈合應用中有關的最新進展。還討論了納米復合水凝膠的未來前景。本文深入探討了生態友好型生物啟發性策略的進展，該策略可用于止血和傷口愈合應用的納米復合水凝膠的生物加工。
【圖文解析】
1.介紹
“水凝膠”一詞最早是在1894年提出的，用于描述膠體凝膠。1936年，杜邦的科學家報道了聚（甲基丙烯酸2-羥乙酯）水凝膠的合成。只是在1950年代后期認識到配制仿生生物塑料材料的要求已針對各種應用，這些應用具有以下特征：（i）允許所需水分的結構;（ii）對正常生物過程呈惰性;以及（iii）對代謝物的滲透性。
展開 