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          新型水凝膠:水下“便利貼”

          2022-03-22 08:49:52 智能朗讀:


          水下自清潔“便利貼”

          大家平時(shí)吃的果凍、涼粉和豆腐,使用的面膜、隱形眼鏡和紙尿褲都屬于水凝膠,也是我們今天所要講的主角。水凝膠和人類(lèi)的軟組織非常的像,更重要的是它們大多數(shù)是無(wú)毒的,這些優(yōu)點(diǎn)激發(fā)了大量科研工作者的興趣和熱情——將其應(yīng)用到人體,替代、修復(fù)、保健人體受損組織。但水凝膠遇水會(huì)很難黏附,近日,中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所的一項(xiàng)新研究解決了這個(gè)難題。

          實(shí)際上在我們現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)出現(xiàn)了這樣的產(chǎn)品,比如我們?nèi)粘K玫耐藷N,它是一種利用水分蒸發(fā)來(lái)達(dá)到降溫效果的水凝膠。然而當(dāng)皮膚表面有水存在時(shí)(出汗),退燒貼會(huì)變得很滑,不能很好貼合到皮膚表面。這主要是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的水凝膠是一種親水材料,當(dāng)遇到水以后,聚合物網(wǎng)絡(luò)會(huì)溶脹并且與水結(jié)合,此時(shí)水會(huì)阻礙凝膠與皮膚之間的接觸,導(dǎo)致凝膠和皮膚之間很難粘合。

          有沒(méi)有可能讓水凝膠實(shí)現(xiàn)牢固的黏附呢?科研人員逐漸將目光轉(zhuǎn)向了海洋,因?yàn)楹Q笾杏写罅康纳锶菀尊じ皆谌魏纬两诤@锏奈矬w之上,比如船舶、漁網(wǎng)、管道、浮標(biāo)。如果我們知道海洋生物是如何實(shí)現(xiàn)水下黏附的,這或許會(huì)解決水凝膠的黏附難題。研究人員發(fā)現(xiàn),這些海洋生物,比如貽貝的黏附,取決于一種叫做3,4-二羥基苯丙氨酸(DOPA)的物質(zhì)。這種含鄰苯二酚的物質(zhì)具其非常優(yōu)異的濕黏附性能,能夠與其他各種材料實(shí)現(xiàn)牢固的黏附。然而將貽貝的黏附功能轉(zhuǎn)移到一種具有高滲透性的凝膠材料上,并且不影響凝膠的其他性能,并非易事。

          最近,中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所周峰研究員團(tuán)隊(duì)利用空間位阻效應(yīng),阻礙錨固層金屬離子(Fe3+)和單寧酸的滲透,基于此將含鄰苯二酚的膠黏劑P(MEA-co-DMA)(聚多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)牢牢地錨定在PVA(聚乙烯醇)水凝膠表面,最終研究出來(lái)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)水下黏附的水凝膠“便利貼”。

          更重要的是,這種方法可以實(shí)現(xiàn)凝膠的單面修飾,所得到的水凝膠“便利貼”兩面具有完全不同的性質(zhì),一面“水水嫩嫩”的同時(shí),另一面還能牢靠地貼在不同基底的表面。如果我們將用來(lái)錨固金屬離子(Fe3+)替換為Cu2+時(shí),該材料還可以表現(xiàn)出透明、防油污損、防生物污損的性能,在水下儀表、潛艇觀望鏡、潛水鏡等方面具有一定的應(yīng)用潛力。

          中科院之聲 馮海燕供稿

          □蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 李丹 整理

          來(lái)源: 蘭州日?qǐng)?bào)

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