水凝胶

复合水凝胶实现智能响应的通常原理是利用凝胶中不同材料的膨胀不同，进而产生不同的形变，例如起皱、起皱、弯曲、屈曲。但是这些复合水凝胶通常有一个连续的表面，几何连续性导致相邻区域之间的位移相对有限，从而导致较小的变形幅度。受到剪纸艺术的启发，人们引入切口来打破连续性以解决上述问题，即剪纸（kirigami）方法。该方法通过多步形状记忆和外力相结合来实现不同构形之间的转换。研究还表明，基于剪纸结构的聚对二甲苯薄膜可以均匀的包裹老鼠的心脏，从而增强柔性电子元件的传感功能。这些结构通常是通过被动地施加机械…

最近《我在故宫修文物》热播引发了大家对于文物保护这样一个冷门行业的关注。从故宫文物到敦煌壁画，从文艺复兴画作到现代艺术品，无一不落满了岁月的尘霜。文物保护的第一步，便是文物清理，为那些穿越时间的美丽拂去身上的尘土。文物清理需要足够的耐心，细心和轻巧的技艺，才能够规避可能对文物造成的损伤。传统的方法耗费大量的人力物力，溶剂和清洁剂等传统手段来清理表面的灰尘等杂质时往往会与颜料作用而破坏作品。尤其是对于近代高粗糙度的画作，利用传统手段均匀清洗不仅无法将杂质完全去除，而且容易使之溶胀。现代科技的发展，…

近日，华东理工大学化工学院特聘研究员王义明与郭旭虹教授团队在仿生自组装水凝胶领域的研究工作中取得了新进展，研究成果以“Biomimetic strain-stiffening self-assembled hydrogels”为题发表在《德国应用化学》上，并被选为当期的底封。 生物组织是由蛋白质砌块组装得到的半柔性（Semiflexible）生物微丝交织而成的三维网络结构，在应对外界机械力的刺激时，会表现出独特的应变增强特性（Strain-stiffening），以保护机体免受外界应力的伤害。长…

脊髓损伤（SCI）是一种严重影响躯体功能的疾病，目前临床上尚无基于受损脊髓再生的疗法。脊髓损伤给患者及其家人带来了巨大的经济，身体和情感负担。基于细胞的疗法已成为鼓励脊髓损伤后再生和功能恢复的有前途的方法。目前，美国食品和药物管理局针对胸部和宫颈水平为脊髓损伤的患者正在研究自体人施旺细胞（SCs）的移植 (图1)。人施旺细胞是在周围神经系统中发现的胶质细胞，其在周围神经损伤后促进轴突再生。在过去的二十年中，数项临床前研究表明，人施旺细胞在直接递送至损伤部位后形成的病变腔中后可促进脊髓损伤后的再生…

我们都见过蜘蛛网，蜘蛛网是由蜘蛛吐丝形成的，无论什么飞虫，一旦撞上便很难逃走。据报道，组成蜘蛛网的蛛丝是钢的五倍，已被美国军方考虑生产防弹衣的材料。自然形成的蜘蛛丝中是一种基于天然多肽的结构，其优异的力学性归因于多肽内氨基酸的空间排列，通过以疏水氨基酸残基（即丙氨酸）为主的氢键排列形成高阶β-折叠结构。围绕这些β-折叠结构的是一种半非晶态、高度可延伸的富含甘氨酸区域的排列，特殊的排列方式（成分和空间）使得蜘蛛丝显示出难以置信的韧性——拉伸强度在0.88–1.5 GPa之间，断裂伸长率为21–27…

近年来，随着可穿戴式智能电子产业的迅速发展，“有限的柔性”已经难以满足未来发展的需求，可拉伸性、自修复性、透明度和高灵敏度等性能愈发显得重要。在可拉伸系统的各种应用中，温度检测与我们日常生活及健康医疗紧密相关。水凝胶因其离子导电性、本征可拉伸性、制备简易、刺激响应性等优势，已成为当前可拉伸电子器件领域的研究热点。但传统水凝胶的热稳定性差，易脱水和结冰，使制备的温度传感器的稳定性较差，温度检测范围窄，而有机水凝胶提供了新的解决方案。另外，离子水凝胶的温敏机理及性能影响因素尚不清晰，有待系统研究。 …

陈苏教授课题组主要开展创新性应用基础研究，研究方向包括：量子点、光子晶体材料、纳微宏无机-有机分子组装功能高分子材料、前端聚合反应工程、微流控技术、水凝胶材料。同时，从事面向工程应用技术的研究，领域涉及功能高分子材料、半导体材料、荧光材料、LED发光器件、水性树脂等。陈苏教授的多项技术已实现产业化，其团队开发的微流体纺丝技术（包括微流体纺丝、微流体静电纺丝、微流体气喷纺丝等），一经推出便获得了业内人士的高度关注与认可，该技术已应用于诸多关键领域（包括纺丝化学、功能医学、柔性穿戴、智能光学等）。以…

胶体粒子可自发形成晶格，并可以作为光子晶体的结构基序。其中，折射率的周期性调控会提供一个以发出结构颜色（structural colors）的形式出现的光子阻带（photonic stopband），在可见光范围内，阻带颜色更为明显。一般通过调整晶格常数或折射率，就可以实现结构颜色的动态调整，并且只要规整的结构一直存在，颜色就不会消失。 将高分子基质中的胶体颗粒移除，就可以形成有序的孔洞，进而制备有序结构材料。在多数由胶体阵列构成的传感器中，颜色的变化与外部条件的条件成线性比例，虽然刺激的可测量…

星状聚乙二醇（PEG）水凝胶由于其独特的粘弹性、亲水性及生物相容性，目前被广泛应用于生物材料、组织工程和药物递送等生物医学领域。传统意义上对水凝胶材料流变性质的表征方法通常是依赖宏观流变仪，即通过测量应力应变响应来检测粘度、复杂模量等流变学参数。然而，其缺陷之一是难以动态地捕捉快速凝胶化动力学过程，另外也无法表征胶体局部结构的各向异性行为。 近期，香港中文大学化学系魏涛教授和刘威博士提出了一种基于微米级磁性探针的水凝胶近界面流变性质表征方法，以更小的尺度、更快的速度以及更准的精度以观测PEG凝胶…

2020庚子开年让我们印象深刻，有灾难，更有坚守与感动。60年前1960庚子年同样也是值得纪念的一年，那一年，水凝胶横空出世，为高分子在生物领域的应用奠定了坚实的基础。 生活早已离不开塑料！随着科技发展，人们很自然地考虑了塑料与组织永久接触的可能性。一项文献研究表明，几乎所有已知的塑料制品都曾在不同时期被用于这一目的。但是传统塑料与活体组织的相容性太差，这些坚硬的固体会引起局部机械刺激，并且部分低分子刺激性物质会长期缓慢向组织扩散，甚至导致肿瘤生长；再者，生物机体产生的代谢物难以渗透这些高分子材…