北理工在自愈合高強度水凝膠方面取得重要研究進展
發(fā)布日期：2020-12-31 供稿：生命學院 攝影：生命學院
編輯：肖雯 審核：周連景 閱讀次數(shù)：海藻酸鹽水凝膠是一種具有3D多孔網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的軟材料，其在生物醫(yī)學,、光,、電、載體等許多領域有著廣泛的應用,。但是,，海藻酸鹽水凝膠大多力學強度較低，使用過程易發(fā)生機械損傷且損傷后性能大大降低,，無法繼續(xù)滿足使用要求,。因此，發(fā)展并制備具有自愈合性能且具有高強度的水凝膠多功能材料具有十分重要的意義,。
近日,，北京理工大學生命學院綠色生物制造課題組通過海藻酸鹽的原位多層自組裝技術(shù)，結(jié)合具有豐富羥基作用位點的聚丙烯酰胺,，用簡易方法構(gòu)建出具有規(guī)整層結(jié)構(gòu)的高強度自愈合水凝膠,。系統(tǒng)的表征揭示了動態(tài)氫鍵作用對海藻酸鈉（SA）在多孔聚丙烯酰胺（PAM）基質(zhì)中自組裝成層狀結(jié)構(gòu)的驅(qū)動機理。此外,，氫鍵在增強水凝膠的自愈合作用方面也發(fā)揮著關鍵作用,，水凝膠自愈合能力達99％。同時,，這種有序?qū)咏Y(jié)構(gòu)也使海藻酸鹽基水凝膠的拉伸強度達到了266 kPa,。上述工作為研發(fā)具有有序多層結(jié)構(gòu)的高機械強度和自愈合性能水凝膠提供了新思路和方法,，并有助于實現(xiàn)水凝膠功能的多樣性。
圖1 自愈合水凝膠制備過程及多層結(jié)構(gòu)形成示意圖
相關成果在線發(fā)表于高分子科學與工程技術(shù)領域頂級期刊 Carbohydrate Polymers (IF="7.18,，即時IF=8.0),，該論文第一作者為2018級碩士生趙丁偉，通訊作者為孫劍教授,。
附作者簡介：
孫劍,，博士，教授,，博士生導師,，綠色生物制造課題組組長，入選國家級青年人才項目,、北京理工大學“特立”青年學者,。2009年獲得中國科學院研究生院工學博士學位，導師張鎖江院士?，F(xiàn)任中國化工學會離子液體專業(yè)委員會委員,，中國膜工業(yè)協(xié)會醫(yī)藥生物用膜技術(shù)委員會委員，第二屆中國纖維素行業(yè)協(xié)會技術(shù)委員會委員,， Chinese J. Chem. Eng. 及 Green Chem. Eng. 青年編委等,。主持多項國家級科學基金項目，參與973, 863,，支撐計劃等重大項目,。長期從事離子液體綠色過程研究，在 Chem. Soc. Rev., Energy Environ. Sci., Green Chem., ChemSusChem, Chem. Commun., ACS Sustainable Chem. Eng., Carbohyd. Polym., Biotechnol. Biofuels, I&ECR 等國際頂級或重要期刊發(fā)表 SCI論文50 余篇,，獲得授權(quán)中國發(fā)明專利21項,、美國專利2項、日本專利1項,，獲省部級獎勵2項,。參與完成萬噸級EG/DMC工業(yè)化示范項目1個。課題組主要研究方向是基于離子液體,、納米材料等功能介質(zhì)的設計,，發(fā)展可再生碳資源分離-利用-轉(zhuǎn)化新過程、新技術(shù),；包括新型功能化離子液體設計,、合成及離子微環(huán)境調(diào)控，生物基功能材料合成,，仿生酶或負載酶構(gòu)建及其應用,，化學-生物過程耦合與強化，面向CO2,、生物質(zhì)等可再生碳資源的光,、電,、熱以及生物清潔催化轉(zhuǎn)化等。課題組歡迎具有相關研究或?qū)I(yè)背景的同學以及科研人員加入,。
論文詳情：
Dingwei Zhao, Mi Feng, Ling Zhang, Bin He, Xinyan Chen, Jian Sun*. Facile synthesis of self-healing and layered sodium alginate/polyacrylamide hydrogel promoted by dynamic hydrogen bond. Carbohydrate Polymers , 2020, doi: 10.1016/j.carbpol.2020.117580,。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861720317537
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