新聞網(wǎng)訊 近日，生物多糖纖維成形與生態(tài)紡織國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授王莉莉與未來研究院教授金明亮合作，在國(guó)際頂級(jí)期刊Nature Communications上發(fā)表題為“Skin-likecryogelelectronics from suppressed-freezing tuned polymer amorphization”的最新研究成果。青島大學(xué)為第一單位，紡織服裝學(xué)院張憲勝副教授、未來研究院碩士生鄢洪偉、材料學(xué)院碩士生徐崇智為論文第一作者。
冷凍高分子水凝膠是一類基于冷凍-解凍技術(shù)誘導(dǎo)成形的物理交聯(lián)水凝膠，因其突出的生物相容性、生物組織相似性、且制備過程無需任何化學(xué)助劑，該綠色水凝膠成為生物醫(yī)學(xué)和組織工程領(lǐng)域理想的組織替代材料。本工作采用受限冷凍策略成功制備出非晶形、多功能冷凍水凝膠。以結(jié)構(gòu)易控的聚乙烯醇為冷凍水凝膠模型聚合物，與傳統(tǒng)增強(qiáng)分子鏈聚集思路相反，巧妙利用小分子抗凍劑，原位抑制冷凍水凝膠成形過程中的冰晶生長(zhǎng)行為，從而構(gòu)建微小尺寸冰晶的“受限冷凍外場(chǎng)”；這大大降低前驅(qū)液冰晶生長(zhǎng)對(duì)高分子鏈的排擠作用，分子鏈發(fā)生小幅度、相對(duì)均相靠近的結(jié)構(gòu)演變，這種新型結(jié)構(gòu)成形機(jī)制實(shí)現(xiàn)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的非晶化，且增大的分子鏈間距釋放部分自由極性基團(tuán)，體系實(shí)現(xiàn)氫鍵鍵合羥基與自由羥基的共存。因此，通過控制冰晶誘導(dǎo)的高分子鏈結(jié)構(gòu)演變，構(gòu)筑非晶多尺度結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮高分子多尺度結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，成功在簡(jiǎn)單組成的冷凍水凝膠中激發(fā)其多功能性。本研究抑制冷凍策略的提出，克服了傳統(tǒng)冷凍水凝膠因結(jié)晶結(jié)構(gòu)引起的硬質(zhì)、不粘附、不透明的單一性能缺陷。研究表明，該新型非晶、多功能冷凍凝膠可單獨(dú)應(yīng)用于人工神經(jīng)纖維、柔性觸屏和柔性傳感器等高端領(lǐng)域。
該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40792-y
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