12月7日,天津大学展示了其研发的新型超分子聚合物水凝胶材料,该材料具有高强度、高稳定性,以及热塑性和可自修复的特性,有望用做软湿结构生物材料替代物。
水凝胶是一种在高分子材料缝隙间存在大量水的果冻状物质,常用于制造食用果冻、隐形眼镜片等,也是优良的医用材料具有交联结构,不溶解、不熔融,含水量是总质量的50%-70%,与人体组织类似,作为人体植入物可以减少不良反应。但是,普通水凝胶的强度不足以替代承受载荷的人体软组织。此外,普通水凝胶由若干组分组成,需要添加化学交联剂才能保持其性状、强度。
此次研发的新型超分子水凝胶具有更优异的生物相容性,其强度可达到人体软骨的4倍,在水含量达到70%—80%的情况下,拉伸和压缩强度都能达到兆帕级别,并具有抗撕裂性,在酸性、碱性环境下均能保持非常良好的稳定性。并且这种新型超分子水凝胶还具有热塑性和自修复功能,加热后可以像橡皮泥一样变形、重组、塑形、反复利用。此特性减少了对坏境的负担,使其成为“终结者”凝胶。
据悉,天津大学材料学院刘文广教授课题组是全球率先使用氨基酸衍生物作为单一组分,提出“双氢键超分子水凝胶”的概念。该课题组在该概念下,运用氢键自识别机理,无需化学交联剂即可制备出新型超分子水凝胶。
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