中国科学院理化技术研究所仿生智能界面材料研究组王树涛

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人的自由活动得益于人体关节软骨优异的生物润滑行为，而这种独特性质的发生却是一个非常复杂的动态过程，如何有效的模拟人体关节软骨的动态润滑行为一直是设计合成人工软骨替代材料的关键难题。近日，受人体关节软骨渗出润滑机制的启发，吉林大学宋文龙副教授课题组和中国科学院理化技术研究所王树涛教授课题组合作提出了一种制备具有独特剪切力响应润滑特性的高强度超分子水凝胶的方法。该研究成果以Bio-inspired supramolecular lubricating hydrogel induced by shearforce为题发表在Journalof the American Chemical Society上 (JACS, 2018, 140 (9),3186-3189)，并同时被选为封面文章。

研究人员通过复合具有剪切触变特性的芴甲氧羰基-L-色氨酸非共价超分子网络和共价交联的聚丙烯酰胺/聚乙烯醇网络制备的水凝胶，在保持极高的力学强度的同时，实现了仿关节软骨渗出润滑机理的润滑特性。这是因为组装的芴甲氧羰基-L-色氨酸超分子网络在剪切力作用下发生解组装并伴随发生凝胶-溶胶转化，在荷载的条件下渗出到水凝胶表面形成润滑层，从而降低摩擦；同时水凝胶中的聚丙烯酰胺/聚乙烯醇双网络部分作为支撑骨架为水凝胶提供良好的力学强度。

这种通过复合剪切触变特性的非共价超分子体系和共价的高强度聚合物体系制备水凝胶的方法，为设计制备具有响应润滑特性的人造关节软骨提供了新的思路。

全文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b12886