《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能

《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能

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。

《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能

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。

《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能

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

《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能

來源:高分子科學前沿

《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能
《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能

投稿模板:

單篇報導:上海交通大學周涵、范同祥《PNAS》:薄膜一貼,從此降溫不用電!

系統報導:加拿大最年輕的兩院院士陳忠偉團隊能源領域成果集錦

《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能來源:kknews《Nature》之後,再發《AM》!UCLA賀曦敏團隊:可調節的類似海綿多級孔結構水凝膠,同時具有增強的擴散性和機械性能