水凝膠

復合水凝膠實現(xiàn)智能響應的通常原理是利用凝膠中不同材料的膨脹不同，進而產(chǎn)生不同的形變，例如起皺、起皺、彎曲、屈曲。但是這些復合水凝膠通常有一個連續(xù)的表面，幾何連續(xù)性導致相鄰區(qū)域之間的位移相對有限，從而導致較小的變形幅度。受到剪紙藝術(shù)的啟發(fā)，人們引入切口來打破連續(xù)性以解決上述問題，即剪紙（kirigami）方法。該方法通過多步形狀記憶和外力相結(jié)合來實現(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)的聚對二甲苯薄膜可以均勻的包裹老鼠的心臟，從而增強柔性電子元件的傳感功能。這些結(jié)構(gòu)通常是通過被動地施加機械…

最近《我在故宮修文物》熱播引發(fā)了大家對于文物保護這樣一個冷門行業(yè)的關(guān)注。從故宮文物到敦煌壁畫，從文藝復興畫作到現(xiàn)代藝術(shù)品，無一不落滿了歲月的塵霜。文物保護的第一步，便是文物清理，為那些穿越時間的美麗拂去身上的塵土。文物清理需要足夠的耐心，細心和輕巧的技藝，才能夠規(guī)避可能對文物造成的損傷。傳統(tǒng)的方法耗費大量的人力物力，溶劑和清潔劑等傳統(tǒng)手段來清理表面的灰塵等雜質(zhì)時往往會與顏料作用而破壞作品。尤其是對于近代高粗糙度的畫作，利用傳統(tǒng)手段均勻清洗不僅無法將雜質(zhì)完全去除，而且容易使之溶脹?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，…

近日，華東理工大學化工學院特聘研究員王義明與郭旭虹教授團隊在仿生自組裝水凝膠領(lǐng)域的研究工作中取得了新進展，研究成果以“Biomimetic strain-stiffening self-assembled hydrogels”為題發(fā)表在《德國應用化學》上，并被選為當期的底封。 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)絡結(jié)構(gòu)，在應對外界機械力的刺激時，會表現(xiàn)出獨特的應變增強特性（Strain-stiffening），以保護機體免受外界應力的傷害。長…

脊髓損傷（SCI）是一種嚴重影響軀體功能的疾病，目前臨床上尚無基于受損脊髓再生的療法。脊髓損傷給患者及其家人帶來了巨大的經(jīng)濟，身體和情感負擔?；诩毎寞煼ㄒ殉蔀楣膭罴顾钃p傷后再生和功能恢復的有前途的方法。目前，美國食品和藥物管理局針對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胞（SCs）的移植 (圖1)。人施旺細胞是在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的膠質(zhì)細胞，其在周圍神經(jīng)損傷后促進軸突再生。在過去的二十年中，數(shù)項臨床前研究表明，人施旺細胞在直接遞送至損傷部位后形成的病變腔中后可促進脊髓損傷后的再生…

我們都見過蜘蛛網(wǎng)，蜘蛛網(wǎng)是由蜘蛛吐絲形成的，無論什么飛蟲，一旦撞上便很難逃走。據(jù)報道，組成蜘蛛網(wǎng)的蛛絲是鋼的五倍，已被美國軍方考慮生產(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)異的力學性歸因于多肽內(nèi)氨基酸的空間排列，通過以疏水氨基酸殘基（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——拉伸強度在0.88–1.5?GPa之間，斷裂伸長率為21–27…

近年來，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)難以滿足未來發(fā)展的需求，可拉伸性、自修復性、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)的各種應用中，溫度檢測與我們?nèi)粘Ｉ罴敖】滇t(yī)療緊密相關(guān)。水凝膠因其離子導電性、本征可拉伸性、制備簡易、刺激響應性等優(yōu)勢，已成為當前可拉伸電子器件領(lǐng)域的研究熱點。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，溫度檢測范圍窄，而有機水凝膠提供了新的解決方案。另外，離子水凝膠的溫敏機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展創(chuàng)新性應用基礎(chǔ)研究，研究方向包括：量子點、光子晶體材料、納微宏無機-有機分子組裝功能高分子材料、前端聚合反應工程、微流控技術(shù)、水凝膠材料。同時，從事面向工程應用技術(shù)的研究，領(lǐng)域涉及功能高分子材料、半導體材料、熒光材料、LED發(fā)光器件、水性樹脂等。陳蘇教授的多項技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其團隊開發(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)注與認可，該技術(shù)已應用于諸多關(guān)鍵領(lǐng)域（包括紡絲化學、功能醫(yī)學、柔性穿戴、智能光學等）。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)控會提供一個以發(fā)出結(jié)構(gòu)顏色（structural colors）的形式出現(xiàn)的光子阻帶（photonic stopband），在可見光范圍內(nèi)，阻帶顏色更為明顯。一般通過調(diào)整晶格常數(shù)或折射率，就可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)顏色的動態(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性比例，雖然刺激的可測量…

星狀聚乙二醇（PEG）水凝膠由于其獨特的粘彈性、親水性及生物相容性，目前被廣泛應用于生物材料、組織工程和藥物遞送等生物醫(yī)學領(lǐng)域。傳統(tǒng)意義上對水凝膠材料流變性質(zhì)的表征方法通常是依賴宏觀流變儀，即通過測量應力應變響應來檢測粘度、復雜模量等流變學參數(shù)。然而，其缺陷之一是難以動態(tài)地捕捉快速凝膠化動力學過程，另外也無法表征膠體局部結(jié)構(gòu)的各向異性行為。 近期，香港中文大學化學系魏濤教授和劉威博士提出了一種基于微米級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的精度以觀測PEG凝膠…

2020庚子開年讓我們印象深刻，有災難，更有堅守與感動。60年前1960庚子年同樣也是值得紀念的一年，那一年，水凝膠橫空出世，為高分子在生物領(lǐng)域的應用奠定了堅實的基礎(chǔ)。 生活早已離不開塑料！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。一項文獻研究表明，幾乎所有已知的塑料制品都曾在不同時期被用于這一目的。但是傳統(tǒng)塑料與活體組織的相容性太差，這些堅硬的固體會引起局部機械刺激，并且部分低分子刺激性物質(zhì)會長期緩慢向組織擴散，甚至導致腫瘤生長；再者，生物機體產(chǎn)生的代謝物難以滲透這些高分子材…