合工大研发高性能仿生水凝胶1分钟即可自愈96%

11月1日，合肥工业大学官网消息称该校黄山青年学者从怀萍教授课题组与中国科学院大学、德国马普学会胶体与界面研究所相关研究组合作，研制出了高性能的仿生水凝胶，可实现快速自我修复。相关论文已于10月12日发表在《细胞》期刊上。水凝胶是一种新型的的功能高分子材料，在催化剂、生物材料、组织工程和药物控制释放领域都极具潜力。但是，传统水凝胶的力学性能差，又限制了其应用范围，因此近年来相关研究领域的重点是提高其力学性能和拓展功能性，而将纳米粒子和水凝胶通过各种机制结合起来，形成新型的功能材料就是一种解决途径。2004年-2009年从怀萍在中科大硕博连读期间，其导师俞书宏教授正好就是纳米技术与纳米仿生研究的资深专家，总计发表SCI检索论文360余篇。受导师影响，从怀萍的10篇论文代表作中，有4篇都和纳米材料相关。2011年从怀萍自丹麦奥胡斯大学博士后回中科大化学系任副教授，回国当月立即就承担由青年基金项目支持的多层复合纳米结构材料研究工作。2013年，从怀萍转任合工大化学系教授，在这里她遇到了研究领域相同的硕士生导师秦海利，于是带领数位研究生组成研究小组，在国家自然科学基金资助下，展开对功能性纳米复合水凝胶的制备及性能研究任务。2014年开始，研究小组陆续有论文发表，但登上全球三大顶级杂志《细胞》尚属首次，在最新这篇论文中他们提出了纳米复合水凝胶与配位键相结合构筑高性能材料的新策略，具体做法则是将金纳米颗粒作为三维网络结构水凝胶的交联剂，再以金-硫配位键让聚合物链与金纳米颗粒相连，在波长808的纳米近红外光诱导下，利用金纳米颗粒优异的光热性能和配位键在高温下的动态不稳定性，1分钟即内即可实现最佳96%的修复，而传统的修复剂、动态或可逆共价或非共价作用力等弱相互作用力作用方法即便在热、酸刺激下，修复过程至少需要数小时，长甚至会超过此外，由于金纳米颗粒表面的大量未饱和金原子提供的大量交联位点，凝胶网络的支化点数目多，因而该复合材料还有优良的机械性能。在课题组对其进行安全评估后，表明此种材料可注射性与生物相容性均符合医用要求，可作为药物载体注入人体，在近红外光照射下可控释放。当然，新型材料在实验室中看着都很美，但囿于产能，在短时间内还看不到纳米复合水凝胶在生物、医学和工程领域的应用。

School of Chemistry and Chemical Engineering HFUT

合肥工业大学化学与化工学院

合肥工业大学化学与化工学院于1958年在中国成立，是一所化学化工研究机构，创始母机构为合肥工业大学。现任院长为俞书宏。