水凝膠

復(fù)合水凝膠實(shí)現(xiàn)智能響應(yīng)的通常原理是利用凝膠中不同材料的膨脹不同，進(jìn)而產(chǎn)生不同的形變，例如起皺、起皺、彎曲、屈曲。但是這些復(fù)合水凝膠通常有一個(gè)連續(xù)的表面，幾何連續(xù)性導(dǎo)致相鄰區(qū)域之間的位移相對(duì)有限，從而導(dǎo)致較小的變形幅度。受到剪紙藝術(shù)的啟發(fā)，人們引入切口來(lái)打破連續(xù)性以解決上述問(wèn)題，即剪紙（kirigami）方法。該方法通過(guò)多步形狀記憶和外力相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)不同構(gòu)形之間的轉(zhuǎn)換。研究還表明，基于剪紙結(jié)構(gòu)的聚對(duì)二甲苯薄膜可以均勻的包裹老鼠的心臟，從而增強(qiáng)柔性電子元件的傳感功能。這些結(jié)構(gòu)通常是通過(guò)被動(dòng)地施加機(jī)械…

最近《我在故宮修文物》熱播引發(fā)了大家對(duì)于文物保護(hù)這樣一個(gè)冷門(mén)行業(yè)的關(guān)注。從故宮文物到敦煌壁畫(huà)，從文藝復(fù)興畫(huà)作到現(xiàn)代藝術(shù)品，無(wú)一不落滿(mǎn)了歲月的塵霜。文物保護(hù)的第一步，便是文物清理，為那些穿越時(shí)間的美麗拂去身上的塵土。文物清理需要足夠的耐心，細(xì)心和輕巧的技藝，才能夠規(guī)避可能對(duì)文物造成的損傷。傳統(tǒng)的方法耗費(fèi)大量的人力物力，溶劑和清潔劑等傳統(tǒng)手段來(lái)清理表面的灰塵等雜質(zhì)時(shí)往往會(huì)與顏料作用而破壞作品。尤其是對(duì)于近代高粗糙度的畫(huà)作，利用傳統(tǒng)手段均勻清洗不僅無(wú)法將雜質(zhì)完全去除，而且容易使之溶脹?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，…

近日，華東理工大學(xué)化工學(xué)院特聘研究員王義明與郭旭虹教授團(tuán)隊(duì)在仿生自組裝水凝膠領(lǐng)域的研究工作中取得了新進(jìn)展，研究成果以“Biomimetic strain-stiffening self-assembled hydrogels”為題發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上，并被選為當(dāng)期的底封。 生物組織是由蛋白質(zhì)砌塊組裝得到的半柔性（Semiflexible）生物微絲交織而成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在應(yīng)對(duì)外界機(jī)械力的刺激時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出獨(dú)特的應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)特性（Strain-stiffening），以保護(hù)機(jī)體免受外界應(yīng)力的傷害。長(zhǎng)…

脊髓損傷（SCI）是一種嚴(yán)重影響軀體功能的疾病，目前臨床上尚無(wú)基于受損脊髓再生的療法。脊髓損傷給患者及其家人帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)，身體和情感負(fù)擔(dān)?；诩?xì)胞的療法已成為鼓勵(lì)脊髓損傷后再生和功能恢復(fù)的有前途的方法。目前，美國(guó)食品和藥物管理局針對(duì)胸部和宮頸水平為脊髓損傷的患者正在研究自體人施旺細(xì)胞（SCs）的移植 (圖1)。人施旺細(xì)胞是在周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的膠質(zhì)細(xì)胞，其在周?chē)窠?jīng)損傷后促進(jìn)軸突再生。在過(guò)去的二十年中，數(shù)項(xiàng)臨床前研究表明，人施旺細(xì)胞在直接遞送至損傷部位后形成的病變腔中后可促進(jìn)脊髓損傷后的再生…

我們都見(jiàn)過(guò)蜘蛛網(wǎng)，蜘蛛網(wǎng)是由蜘蛛吐絲形成的，無(wú)論什么飛蟲(chóng)，一旦撞上便很難逃走。據(jù)報(bào)道，組成蜘蛛網(wǎng)的蛛絲是鋼的五倍，已被美國(guó)軍方考慮生產(chǎn)防彈衣的材料。自然形成的蜘蛛絲中是一種基于天然多肽的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)異的力學(xué)性歸因于多肽內(nèi)氨基酸的空間排列，通過(guò)以疏水氨基酸殘基（即丙氨酸）為主的氫鍵排列形成高階β-折疊結(jié)構(gòu)。圍繞這些β-折疊結(jié)構(gòu)的是一種半非晶態(tài)、高度可延伸的富含甘氨酸區(qū)域的排列，特殊的排列方式（成分和空間）使得蜘蛛絲顯示出難以置信的韌性——拉伸強(qiáng)度在0.88–1.5?GPa之間，斷裂伸長(zhǎng)率為21–27…

近年來(lái)，隨著可穿戴式智能電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，“有限的柔性”已經(jīng)難以滿(mǎn)足未來(lái)發(fā)展的需求，可拉伸性、自修復(fù)性、透明度和高靈敏度等性能愈發(fā)顯得重要。在可拉伸系統(tǒng)的各種應(yīng)用中，溫度檢測(cè)與我們?nèi)粘Ｉ罴敖】滇t(yī)療緊密相關(guān)。水凝膠因其離子導(dǎo)電性、本征可拉伸性、制備簡(jiǎn)易、刺激響應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前可拉伸電子器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但傳統(tǒng)水凝膠的熱穩(wěn)定性差，易脫水和結(jié)冰，使制備的溫度傳感器的穩(wěn)定性較差，溫度檢測(cè)范圍窄，而有機(jī)水凝膠提供了新的解決方案。另外，離子水凝膠的溫敏機(jī)理及性能影響因素尚不清晰，有待系統(tǒng)研究。 …

陳蘇教授課題組主要開(kāi)展創(chuàng)新性應(yīng)用基礎(chǔ)研究，研究方向包括：量子點(diǎn)、光子晶體材料、納微宏無(wú)機(jī)-有機(jī)分子組裝功能高分子材料、前端聚合反應(yīng)工程、微流控技術(shù)、水凝膠材料。同時(shí)，從事面向工程應(yīng)用技術(shù)的研究，領(lǐng)域涉及功能高分子材料、半導(dǎo)體材料、熒光材料、LED發(fā)光器件、水性樹(shù)脂等。陳蘇教授的多項(xiàng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的微流體紡絲技術(shù)（包括微流體紡絲、微流體靜電紡絲、微流體氣噴紡絲等），一經(jīng)推出便獲得了業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注與認(rèn)可，該技術(shù)已應(yīng)用于諸多關(guān)鍵領(lǐng)域（包括紡絲化學(xué)、功能醫(yī)學(xué)、柔性穿戴、智能光學(xué)等）。以…

膠體粒子可自發(fā)形成晶格，并可以作為光子晶體的結(jié)構(gòu)基序。其中，折射率的周期性調(diào)控會(huì)提供一個(gè)以發(fā)出結(jié)構(gòu)顏色（structural colors）的形式出現(xiàn)的光子阻帶（photonic stopband），在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，阻帶顏色更為明顯。一般通過(guò)調(diào)整晶格常數(shù)或折射率，就可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)顏色的動(dòng)態(tài)調(diào)整，并且只要規(guī)整的結(jié)構(gòu)一直存在，顏色就不會(huì)消失。 將高分子基質(zhì)中的膠體顆粒移除，就可以形成有序的孔洞，進(jìn)而制備有序結(jié)構(gòu)材料。在多數(shù)由膠體陣列構(gòu)成的傳感器中，顏色的變化與外部條件的條件成線(xiàn)性比例，雖然刺激的可測(cè)量…

星狀聚乙二醇（PEG）水凝膠由于其獨(dú)特的粘彈性、親水性及生物相容性，目前被廣泛應(yīng)用于生物材料、組織工程和藥物遞送等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)意義上對(duì)水凝膠材料流變性質(zhì)的表征方法通常是依賴(lài)宏觀(guān)流變儀，即通過(guò)測(cè)量應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)來(lái)檢測(cè)粘度、復(fù)雜模量等流變學(xué)參數(shù)。然而，其缺陷之一是難以動(dòng)態(tài)地捕捉快速凝膠化動(dòng)力學(xué)過(guò)程，另外也無(wú)法表征膠體局部結(jié)構(gòu)的各向異性行為。 近期，香港中文大學(xué)化學(xué)系魏濤教授和劉威博士提出了一種基于微米級(jí)磁性探針的水凝膠近界面流變性質(zhì)表征方法，以更小的尺度、更快的速度以及更準(zhǔn)的精度以觀(guān)測(cè)PEG凝膠…

2020庚子開(kāi)年讓我們印象深刻，有災(zāi)難，更有堅(jiān)守與感動(dòng)。60年前1960庚子年同樣也是值得紀(jì)念的一年，那一年，水凝膠橫空出世，為高分子在生物領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 生活早已離不開(kāi)塑料！隨著科技發(fā)展，人們很自然地考慮了塑料與組織永久接觸的可能性。一項(xiàng)文獻(xiàn)研究表明，幾乎所有已知的塑料制品都曾在不同時(shí)期被用于這一目的。但是傳統(tǒng)塑料與活體組織的相容性太差，這些堅(jiān)硬的固體會(huì)引起局部機(jī)械刺激，并且部分低分子刺激性物質(zhì)會(huì)長(zhǎng)期緩慢向組織擴(kuò)散，甚至導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)；再者，生物機(jī)體產(chǎn)生的代謝物難以滲透這些高分子材…