辐射诱发水凝胶的自修复

Towards the Generation of Self-Healing Materials by Means of a Reversible Photo-induced Approach最近在Macromolecular Rapid Communications期刊上发表的文章报道了利用可逆的光诱导化学来制备光可调的并且具有自修复功能的材料。

虽然利用可逆光交联聚合反应(reversible photo-crosslinking polymerization)可以制备多种多样的材料,但具有光可调和自修复功能的水凝胶还没有过报道。来自德国美因茨的研究人员成功研制了一种水凝胶,这种材料在简单的无催化无污染的可逆光诱导条件下就能够完成自修复(self-healing)的功能。

他们首先将事先合成的含蒽(anthracenes)的超支化聚缩水甘油(hyperbranched polyglycerols)利用蒽的可逆光二聚反应交联在一起,形成纳米尺寸的模块单元。有意思的是,虽然在水系统中形成的网络结构表现出可逆的交联程度变化,所形成的块体材料的网络结构却具有完全的可逆性。

这种制备方法的另一个优点就是它最后的一部是对网络结构进行处理和交联,所以可以很容易地向结构中加入其它助剂。

为了验证材料的自修复功能,研究人员首先向由纳米单元交联形成的薄膜上人为地制造一条划痕。然后,将它置于辐照解交联的条件下使材料恢复成独立的具有光活性的超支化聚缩水甘油单元。重新置于辐照交联的条件下,便可以得到没有划痕的初始形态的薄膜。

作者们希望能够通过这项自修复水溶胶的研究成果,来减弱降解和损伤对这类材料的影响,以推进其更广泛的应用。例如:水凝胶生物材料,膜材料,生物传感器,固体电池和智能材料等等。

P. Froimowicz et al., Macromol. Rapid Commun. 2011 ; DOI: 10.1002/marc.201000643