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    南京工業大學陳蘇教授課題組以微流控技術為手段,設計開發了自愈合力驅動的宏觀自組裝方法
    2018-11-16  來源:中國聚合物網

      自然界存在著許多奇異的自組裝材料,“師法自然”以自組裝為手段構筑先進的高性能結構多功能材料是當今研究熱點之一。通過模擬自然界的自組裝過程,對于理解自然及推進材料的功能性和結構性的協同發生及演化具有深刻的意義。當前,自組裝的研究主要集中于分子層面的組裝,宏觀自組裝鮮有報道,特別是自然界自組裝及人工自組裝技術效率低,成為阻礙其發展的瓶頸,如何提高自組裝效率也是當今國際極具挑戰性的課題之一。

      近日,南京工業大學化工學院及材料化學工程重點實驗室陳蘇教授博士后李晴等在國家自然科學基金重點項目(21736006)和國家重點研發計劃(2016YFB0401700)、江蘇省高校優勢學科建設工程、材料化學工程國家重點實驗室基金的支持下,以微流控技術為手段,設計開發了自愈合力驅動的宏觀自組裝方法。該成果刊登在《先進材料》(影響因子21.95)期刊(Advanced Materials, "Versatile Hydrogel Ensembles with Macroscopic Multi-Dimensions",DOI: 10.1002/ adma.201803475)上。

    從小到大宏觀組裝示意圖

      研究者巧妙地利用自愈合高分子水凝膠微珠作為組裝單元,在微流體限域通道內實現了超分子水凝膠微珠的連續化定向組裝,通過不同類型通道的設計,如單通道、Y型通道、平行通道、立體三角形通道,亦可實現特定形貌組裝體的可控組裝。基于組裝基元之間固有的氫鍵和超分子作用力,可在幾分鐘內完成組裝,實現從微米結構單元組裝成為宏觀大材料,大大提高了組裝效率,所制備的水凝膠材料具有很好的生物相容性,是很好的人體組織材料。同時,為多維度材料的設計和快速構筑新型功能材料提供了一種新方法。該研究獲得審稿人高度評價:“This work is interesting, especially, authors have realized controllable assembly to fabricate a series of macroscopic linear, planar and 3D beaded assemblies in microfluidic channels. Such method can be also extended from microscopic to macroscopic self-assembly, which is highly significate in materials science.”。 

      這項研究成果提升了對在限域空間中自組裝宏觀材料的認知水平,也拓展與豐富了多維度功能材料的制備手段。該突破性研究進展標志著南京工業大學材料化學工程國家重點實驗室在微流控領域的研究邁上了一個新高度。

      論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adma.201803475

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