交聯聚合物和凝膠憑藉其柔軟性、簡單和可調的合成等特性在軟機器人、太陽能蒸汽產生、能量儲存、藥物輸送、催化和生物傳感等方面具有廣泛的應用。然而，它們吸引人的質量傳輸和體積改變能力受擴散限制，智能水凝膠的響應率與水凝膠最小尺寸的平方成反比，需要小型化設計以避免反應緩慢。目前，研究者們大多通過增加孔隙度，或者通過定向限制孔隙來改善水凝膠擴散。但是上述方法會力學性能大打折扣，例如楊氏模量和韌性，孔隙率過高的水凝膠在實際應用中往往缺乏必要的剛性。儘管研究者們付出了巨大努力，但同時增強水凝膠的擴散和力學性能仍然是一個長期存在的挑戰，這阻礙了水凝膠的實際應用。
為了解決上述問題，賀曦敏團隊提出了共溶劑光聚合法製備類海綿狀介孔水凝膠，同時增強了溶脹性和力學性能，如示意圖所示。
Scheme 1. a）混合溶劑光聚合技術示意圖。b）PNIPAM水凝膠在0 mol％，40 mol％和100 mol％DMSO中光聚合的光學照片和SEM圖像。
製備的聚(異丙基丙烯醯胺)水凝膠具有獨特的開放多孔網絡，具有連續的微通道，導致創紀錄的高體積膨脹速度，幾乎比之前報導的高一個數量級。相對於傳統的純溶劑製備的水凝膠，這種膨脹增強伴隨著楊氏模量和韌性提高。他們系統地研究了溶劑組成和反應溫度對水凝膠的微觀結構、力學性能和溶脹性能的影響。進一步，開發了3D可列印的PNIPAM水凝膠，使其具有廣泛可調的膨脹和力學性能，並將這一原理擴展到其他聚合物水凝膠系統。
該方法與3D列印兼容。通過將該技術推廣到聚叔丁基丙烯醯胺-共聚丙烯醯胺和聚丙烯醯胺水凝膠等無溫度響應聚合物體系，證明了conconsolvency是由競爭性吸附驅動的普遍現象。
Figure 1 a）x1.0和x0.4凝膠柱的空氣溶脹行為；b-c）3D列印水凝膠的結構；d）3D列印的PNIPAM的SEM圖片。
結論: 這一水凝膠遞送體系可實現免疫佐劑和化療藥物或放療協同釋放，並可重複、低個體劑量應用較長時間，從而大大提高其抗腫瘤治療的療效。這一策略與臨床上一個治療過程中，化療或放療的低劑量多次重複治療高度一致，在臨床轉化方面具表現出巨大潛力。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202008235
來源：高分子科學前沿
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