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我校绿色轻质材料与加工团队在水凝胶软物质领域取得重要研究进展

文章出处:材料与化学工程学院  作者:  发布时间:2018-09-12

        近日,我校材料与化学工程学院绿色轻质材料与加工团队李学锋教授课题组,连续在高分子材料专业国际知名期刊《Macromolecular Rapid Communications》(JCR一区Top,影响因子4.441)和《ACS Applied Materials & Interfaces》(JCR一区Top,影响因子8.097)发表研究成果,报道课题组在水凝胶软物质领域“高性能水凝胶的药物选择吸附、柔性传感器与3D打印”方面取得的重要研究进展。文章发表后受到广泛关注,高分子领域专业媒体“高分子科学前沿”撰文对该项研究进展进行了新闻报道。

    柔软、润湿的水凝胶具有良好的组织相容性,成为人体组织再生应用的热门高分子材料。作者以聚丙烯酰胺(PAm)与聚丙烯酸(PAc)的水凝胶为基体,分别引入具有氢键交联与吸附功能的2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪(VDT),和金属离子交换功能的海藻酸钠(SA)交联网络两种方法,制备了氢键与离子配位协同作用的PAm-co-Ac-co-VDT/Fe3+,弱离子吸附与强离子配位协同作用的SA/PAm-co-Ac/Fe3+两种水凝胶。离子配位交联协同作用克服了传统水凝胶“硬而脆”或是“软而韧”的缺陷,水凝胶均展现出特有的高强度与高韧性,高含水与耐泡水溶胀能力,耐疲劳与自修复性能。此外,PAm-co-Ac-co-VDT/Fe3+水凝胶结构中具有在水相中选择氢键吸附的特点,并且含有大量的导电金属离子,使该水凝胶能够选择吸附-释放抗癌药物,还能制备成随人体运动而反馈信号的柔性传感器;SA/PAm-co-Ac/Fe3+水凝胶有很好的加工流动性、快速定型能力,将该水凝胶成功3D打印成型为人工软骨支架。该研究工作基于离子配位交联协同作用,提供了一种物理交联制备高强度和多功能性水凝胶软物质的普遍方法。 

  李学锋教授研究团队对高分子水凝胶软物质领域已开展了广泛的研究,目前该团队获得4项国家自然科学基金资助与十多项国家发明专利。研究成果也引起国内外同行的重视,2015年11月李学锋教授作为美国材料研究会(MRS)秋季年会水凝胶材料分会的组织人,在美国波士顿成功组织并主持了学术年会(http://www.mrs.org)。该团队水凝胶的最新研究论文近年也得到美国化学会与英国皇家化学会期刊的多次报道,代表工作有:RSC Advance, 2018, 8, 16674(IF=2.936);Polymer, 2017, 121: 55(IF=3.483);Soft Matter, 2017, 13, 911;Soft Matter, 2015, 11, 3022(IF=3.709)。

   

  附:新闻报道与论文链接

  (1) https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NjM5NzA5OA==&mid=2651713912&idx=2&sn=545792a8574609593175286e84962999&chksm=8b49e33dbc3e6a2b6e38f71e05e7448f5d94ef45812b1336fc22d2db6a25d0ba05b0048862fd&mpshare=1&scene=1&srcid=0911l4PVovDlpQATkQB6B4Wh#rd

  (2)https://doi.org/10.1002/marc.201800400

  (3)http://dx.doi.org/10.1021/acsami.8b13038

   

  两项新材料完成人(第二作者)简介:王慧、女,1994年出生,2016年6月于湖北工业大学工程技术学院获高分子材料与工程学士学位;李荣哲、男,1993年出生,2016年6月于湖北工业大学获高分子材料与工程学士学位。现均为湖北工业大学材料学专业在读硕士生,师从李学锋教授。

  

  图一

  

  

  图二(为上、下图组成)