精确可控“ON-OFF”新型智能杂化软材料

    水凝胶是由亲水性高分子与水组成的具有三维网络交联结构的一类特殊湿软材料,温敏性水凝胶能对外界温度刺激产生特定变化(如:体积形态、光学行为、力学性能等),在智能传感器、人造皮肤、药物释放和组织工程等领域有巨大的潜在应用。其中,基于N-烷基取代的丙烯酰胺(如N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶研究最为广泛。但是,N-异丙基丙烯酰胺基水凝胶的相转变温度通常局限在32℃附近,且残留的丙烯酰胺基单体存在生物毒性,阻碍了这类水凝胶在智能材料和生物医药领域的应用。

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    东华大学纤维材料改性国家重点实验室朱美芳教授课题组采用有机/无机杂化技术,以寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)为共聚单体,以无机纳米粘土(Clay)为交联剂,通过原位自由基聚合,设计合成了新型温度响应的Clay/P(MEO2MA-co-OEGMA)纳米复合水凝胶,替代聚N-异丙基丙烯酰胺基水凝胶。值得关注的是,基于两种只有低临界溶解温度(LCST)转变的POEGMA和PMEO2MA聚合物,Clay/P(MEO2MA-co-OEGMA)水凝胶材料不但继承了单体聚合物的LCST响应特性,而且表现出了高临界溶解温度(UCST)特性。这类新型杂化水凝胶软材料同时具有的双重体积相转变温度(LCST和UCST)依赖于共聚单体的摩尔比和无机纳米粘土的重量比。随着OEGMA含量的提高,水凝胶亲水性能改善,其UCST和LCST线性增加;而粘土含量主要影响水凝胶的交联密度,其双重转变温度与粘土含量呈抛物线关系。这类新型杂化水凝胶可在较宽温度窗口范围(5-85℃)发生体积相转变,双重体积相转变温度(LCST和UCST)可精确调控,且相转变过程完全可逆。文章最近发表在Macromolecular Rapid Communications http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201400665/full

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  1. 小编可否超链接文章地址?

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