天然高分子基高强度智能水凝胶的制备及应用研究

jiehou

        随着人工智能的快速发展，高强度、智能刺激响应性水凝胶材料逐渐受到人们的关注，其在智能生物芯片、柔性传感器、软体机器人、药物缓释等领域具有巨大应用前景。天然高分子基水凝胶具有独特的生物相容性、可降解性以及生物活性，是生物医学重要的平台材料。然而，常规的天然高分子水凝胶力学性能较差且缺乏智能行为，使其应用受到了极大限制。

        近些年，武汉大学张俐娜教授团队开发出一类碱/尿素绿色新溶剂体系，进而制备出了一系列纤维素/甲壳素/壳聚糖高强度水凝胶。其次，利用仿生学设计，具有光、热、电、磁、pH等刺激响应性智能水凝胶材料相继问世。 张俐娜教授团队从高强度和智能化两个方面对天然高分子水凝胶的最新研究进展进行了总结 ，着重阐述了水凝胶的制备方法、结构表征以及生物医学应用之间的构效关系。该综述涵盖了天然多糖(如纤维素、甲壳素/壳聚糖等)、蛋白质(如丝蛋白、酪蛋白等)以及DNA等研究最为广泛的天然高分子水凝胶，主要从结构仿生和功能仿生两个方面对高强度、智能生物基水凝胶的研究进行了总结。此外，还对天然高分子水凝胶材料依然存在的问题以及可能的解决方案进行了评价和展望。