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Nature子刊:受植物粘附机理启发的超强粘附水凝胶

已有 985 次阅读 2019-4-13 17:48 |系统分类:论文交流

粘附水凝胶在生物医学应用中已经取得实际应用,但大多数粘附水凝胶不具有长期和可重复的粘合性,通常表现出差的机械性能,且不具备抗菌能力。因此研制一种具有超强力学性能、抗菌性能、良好生物相容性兼具的粘附水凝胶仍面临严峻的挑战。

针对以上问题,材料科学与工程学院鲁雄教授课题组受植物粘附机理启发,基于银-木质素纳米粒子(Ag-Lignin NPs)触发动态氧化还原儿茶酚化学,开发了坚韧、抗菌的粘附水凝胶。构建了动态儿茶酚氧化还原体系,得到持久的还原-氧化环境的水凝胶网络。该氧化还原系统连续产生儿茶酚基团,赋予水凝胶长期和可重复的粘合性。此外,Ag-Lignin NPs产生自由基并触发水凝胶的自凝胶化,因此水凝胶能够在室温环境下固化。该水凝胶网络中存在共价和非共价相互作用使水凝胶具有高韧性。由于Ag-Lignin NPs的儿茶酚基团和杀菌能力,水凝胶还具有良好的细胞亲和力和高抗菌活性。该研究推广了从贻贝到植物的儿茶酚粘附理论,并提出了基于动态植物儿茶酚化学设计坚韧和粘性水凝胶的策略。

    该研究成果以Plant-Inspired Adhesive and Tough Hydrogel Based on Ag-Lignin Nanoparticles Triggered Dynamic Redox Catechol Chemistry为题发表于Nature communications(2019) 10:1487

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1 郑永军

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