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像“乐高积木”一样轻松组装复杂水凝胶结构

越来越多的证据表明,材料的功能受到其形状和尺寸的显著影响。据报道圆盘状种植体比球形种植体具有更高的酶活性和细胞反应。而水凝胶是一种具有强大渗透力的物质,被视为细胞的理想繁衍地,在生物医学及组织工程中具有广泛的应用。因此,构建形状和尺寸可控的3D水凝胶结构在工程和生物医学领域具有重要意义。尽管已有很多关于构建三维水凝胶的研究,但三维结构一旦成形很难再分离,限制了此类智能水凝胶的循环利用,仍然缺少一种简单、便捷、可逆的构建三维水凝胶结构的方法。

近日,湖南理工学院化工学院王国祥教授团队受“乐高积木”启发,将水凝胶转变为“乐高积木”一样的标准模块,基于苯硼酸酯动态共价键,组装成一维、二维、三维等多种形状,并实现了水凝胶的形状和大小的可控调节。随后,向水凝胶中引入刺激响应性单体,如温敏性单体NIPAM,可以实现水凝胶组装体的形变,得到更为复杂的结构,如类八爪鱼运动、花朵等形状,这将极