基于动态共价键和非共价键相互作用的自愈合水凝胶研究进展
2021-12-30刘瑞雪陈纪超李迎博
轻工学报 2021年6期
刘瑞雪,陈纪超,李迎博
郑州轻工业大学 材料与化学工程学院,河南 郑州 450001
0 引言
水凝胶作为一种极其亲水的三维凝胶网络,能够在溶胀状态下吸收并保留大量水而不溶解,且其柔软的性能特点与人体软组织非常相似. 这种特殊的性能使得水凝胶材料广泛应用于生物医学、仿生材料等领域[1-3]. 然而,常规水凝胶被破坏或使用疲劳时,会使其失去原有性能,发生不可逆的损伤,这严重限制了水凝胶应用领域的扩展. 受生物系统内血管组织破裂的自修复、皮肤损伤后的自愈合等启发,在过去的一段时间内,许多研究人员对在损伤部位设计合成可自愈合的水凝胶产生了浓厚兴趣.
自我修复材料是指在损坏后能够自动将特性恢复到原始状态,从而延长使用寿命的材料. 自愈合水凝胶作为一种受损后可自我修复的功能性水凝胶,通过外部刺激(光、热量、pH值调节及自修复剂)或水凝胶内部官能团的相互作用(动态共价键、非共价键相互作用),可实现其自修复[4-7]. 但基于外部刺激的自愈合机制,通常会因外部刺激引起水凝胶发生相转变、性质不可逆变化或自愈合不能重复稳定发生而产生很大束缚,违背了自愈合设计的初衷. 因此,近年来,基于水凝胶自主式自愈合设计研究引起学者的广泛关注[8-10],一系列不同自愈合机制的功能性水凝胶应运而生,有效改善了水凝胶损坏后不能自主恢复的致命缺点,极大促进了水凝胶向多功能……
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