合肥工業大學1日消息, 該校科研人員成功設計一種新型材料, 能在1分鐘內實現96%的自修複.
相關成果2017年10月12日發表在國際著名綜合性化學期刊《化學》上.
據介紹, 這款可快速高效自修複的高性能仿生智能納米複合水凝膠, 具有多功能, 優異機械性能等特點, 應用前景廣闊.
生物組織受到外界損傷時會通過細胞或組織的自我修複從而恢複其本來的功能和結構. 作為一種質地柔軟且高含水性材料, 水凝膠廣泛應用於感測與檢測, 藥物釋放, 驅動器及組織工程等多個領域, 具有自修複性能不僅可延長其使用壽命, 同時可大幅提升使用安全性.
目前採取的在凝膠網路內部結構中引入修複劑, 動態或可逆的共價或非共價作用力等弱相互作用力的方法合成的水凝膠材料, 即使在熱, 酸等外界刺激輔助下, 自修複過程往往需要數小時甚至24小時以上. 同時, 為實現自修複在網路結構中引入弱相互作用力常常會伴隨著材料機械性能的降低影響其使用效果.
合肥工業大學化學與化工學院從懷萍教授課題組與中國科學技術大學, 德國馬普學會膠體與界面研究所相關研究組合作, 提出了納米複合水凝膠與配位鍵相結合構築高性能材料的新策略.
科研人員將單分散的金納米顆粒作為水凝膠三維網路結構的交聯劑, 利用金納米顆粒優異的光熱性能和配位鍵在高溫下的動態不穩定性, 成功實現了納米複合水凝膠自修複性能的大幅提升.
實驗結果表明, 在波長808納米的近紅外光誘導下, 該新型材料在1分鐘內即可實現96%的自修複. 同時, 該課題組對凝膠的生物安全性評估結果表明, 該材料具有良好的可注射性能及生物相容性, 可作為藥物載體負載抗癌藥物在近紅外光下進行可控釋放.
