仿北極熊毛發(fā)的隔熱氣凝膠

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)受北極熊毛發(fā)中空結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，發(fā)展了一種人工合成類北極熊毛的中空碳管氣凝膠(CTA)的方法，該碳管氣凝膠表現(xiàn)出超彈性和低的熱導(dǎo)率。研究成果發(fā)表于Chem。與人類或其他哺乳動(dòng)物的毛發(fā)不同，北極熊的毛發(fā)是中空的。在顯微鏡下放大后，每一根毛發(fā)都存在空腔結(jié)構(gòu)，這種中空的管狀結(jié)構(gòu)不僅降低了北極熊毛的密度，而且有利于減小熱導(dǎo)率，阻隔熱量從北極熊的皮膚表面擴(kuò)散到周圍的低溫環(huán)境中。這種受北極熊毛發(fā)中空結(jié)構(gòu)啟發(fā)設(shè)計(jì)合成的新型碳管氣凝膠有望滿足極端條件下對(duì)高性能材料的需求，如航天航空領(lǐng)域中應(yīng)用的輕質(zhì)隔熱保溫材料、彈性體材料等。

CTA的制備（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)新聞網(wǎng)）

CTA的性能表征（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)新聞網(wǎng)）

一款液晶與高分子復(fù)合材料

北京大學(xué)工學(xué)院于海峰課題組報(bào)道了一種新穎的制備多響應(yīng)性超分子有機(jī)凝膠的方法。研究論文發(fā)表于Chemistry of Materials。油酸是一種廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)的脂肪酸，安全無(wú)毒，且具有良好的生物相容性。通過(guò)偶氮吡啶側(cè)鏈聚合物油酸自組裝成功得到了液晶凝膠因子。其中偶氮吡啶衍生物具有良好的自組裝性能和光響應(yīng)性。油酸起到了雙重作用，不僅僅是構(gòu)成凝膠因子的重要組成部分，也是填充在三維網(wǎng)絡(luò)中的溶劑。制備得到的該種凝膠，能夠在光、熱以及有機(jī)銀離子的刺激下發(fā)生明顯的相態(tài)轉(zhuǎn)變。全息光柵成功地刻錄在該種超分子凝膠中，該光柵同樣可以對(duì)3種刺激發(fā)生響應(yīng)。

脂質(zhì)體包埋的AIE光敏劑可用于日光下的光動(dòng)力治療

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心納米生物效應(yīng)與安全性院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王浩研究員課題組與楊洋研究員所在課題組合作，創(chuàng)建了一個(gè)新的可在日光下正常進(jìn)行光動(dòng)力治療體系。研究論文發(fā)表于Nano Letters。將具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)（AIE）的光敏劑分子，包埋在脂質(zhì)體雙層的疏水腔內(nèi)，使該分子處于游離的分散狀態(tài)，由脂質(zhì)體負(fù)載的光敏劑在到達(dá)腫瘤部位之前，在日光照射下，不會(huì)產(chǎn)生AIE特性和光毒性。一定時(shí)間后，負(fù)載光敏劑的脂質(zhì)體在腫瘤部位富集并被生物酶降解，AIE分子被釋放出來(lái)并在腫瘤部位聚集，此時(shí)在特定波長(zhǎng)激光照射下，AIE分子重新發(fā)光并產(chǎn)生活性氧，引起的細(xì)胞毒素殺死腫瘤細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)在可見光條件下進(jìn)行光動(dòng)力治療。

石墨烯超級(jí)防腐涂層

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)涂料與粘合劑余海斌團(tuán)隊(duì)針對(duì)石墨烯/聚合物復(fù)合防腐涂層在破損后加速金屬基體腐蝕這一隱患，采用氮化硼納米點(diǎn)（BNNDs）作為商業(yè)化石墨烯的分散劑，利用其原子結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性能實(shí)現(xiàn)其在聚合物中的均勻分散。研究論文發(fā)表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。電化學(xué)測(cè)試表明，BNNDs改性的石墨烯材料具有優(yōu)良的防護(hù)性能，復(fù)合涂層的腐蝕速率相對(duì)空白涂層下降了280倍，涂層電阻增加了2個(gè)數(shù)量級(jí)。鑒于BNNDs不會(huì)影響石墨烯的本征特性，因此，BNNDs分散石墨烯有望快速推進(jìn)商業(yè)化石墨烯在防腐領(lǐng)域的應(yīng)用。

促骨再生的自適應(yīng)、梯度可調(diào)柔性無(wú)機(jī)納米纖維3D超彈支架

東華大學(xué)紡織科技創(chuàng)新中心俞建勇院士及丁彬研究員帶領(lǐng)的納米纖維研究團(tuán)隊(duì)在無(wú)機(jī)納米纖維彈性組織工程支架研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究論文發(fā)表于Advanced Functional Materials。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了一種以柔性無(wú)機(jī)納米纖維為主體，且在體液中可恢復(fù)形狀的三維纖維彈性支架。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)溶膠—凝膠靜電紡絲法制備出了像絲綢一樣柔韌的SiO2納米纖維膜，纖維膜可以像折紙一樣折疊展開而不破損，納米纖維可以彎曲180°而不斷裂。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將柔性SiO2納米纖維復(fù)合殼聚糖溶液經(jīng)過(guò)均質(zhì)分散—冷凍干燥制備出具有超彈性的SiO2納米纖維—?dú)ぞ厶牵⊿iO2NF-CS）三維支架。

1.柔性SiO2納米纖維及SiO2 NF-CS三維纖維支架（圖片來(lái)源于東華大學(xué)新聞中心）

2.彈性SiO2 NF-CS纖維支架促進(jìn)骨再生（圖片來(lái)源于東華大學(xué)新聞中心）

一種超強(qiáng)組織粘附的水凝膠材料用于動(dòng)脈和心臟破損的止血修復(fù)

華東理工大學(xué)朱麟勇教授等與浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院歐陽(yáng)宏偉教授課題組合作，研發(fā)了一種能夠在數(shù)秒內(nèi)完全止住大動(dòng)脈損傷和心臟穿透?jìng)蟪鲅姆律z材料。研究論文發(fā)表于Nature Communications。生物材料學(xué)界已經(jīng)形成共識(shí)，具有最類似生物軟組織的仿生水凝膠材料是軟組織修復(fù)的利器?；诠馀悸?lián)反應(yīng)，原位凝膠技術(shù)具有生物安全、簡(jiǎn)單易用及特有的組織粘附與整合的優(yōu)勢(shì)。這種名為“Hydrogel”的水凝膠材料被稱為快速止血的“黑科技”。研究團(tuán)隊(duì)在完成對(duì)儲(chǔ)備技術(shù)的原料、制備、產(chǎn)品及應(yīng)用的知識(shí)產(chǎn)權(quán)全面布局的基礎(chǔ)上，與相關(guān)醫(yī)學(xué)單位和企業(yè)合作，實(shí)施基于該原創(chuàng)技術(shù)的“醫(yī)用光敏生物膠”產(chǎn)品的臨床轉(zhuǎn)化。

柔性沸石棉纖維材料

浙江大學(xué)化學(xué)系范杰教授課題組與浙江工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院朱藝涵教授等合作，采用原位微載技術(shù)將介孔單晶菱沸石結(jié)合到棉纖維表面，制備了一種柔性沸石棉纖維復(fù)合物，該止血材料具備高效的止血性能和可靠的安全性。研究論文發(fā)表于Nature Communications。大量研究和應(yīng)用表明，在重度出血情況下，沸石類的無(wú)機(jī)止血材料是最有效的。原位微載技術(shù)將介孔菱沸石生長(zhǎng)到棉纖維表面，并使得棉纖維與沸石通過(guò)化學(xué)鍵緊密結(jié)合。該材料保留了沸石的物理化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)中斷骨架來(lái)產(chǎn)生介孔，從而增強(qiáng)物質(zhì)的吸附，更有利于止血。該止血材料的外觀與手感和普通的纖維幾乎沒(méi)有區(qū)別，質(zhì)地柔軟，沸石與棉纖維結(jié)合非常牢固。

仿生手性水凝膠研究進(jìn)展

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院馮傳良教授課題組與河南大學(xué)科研人員合作，在仿生手性水凝膠領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，研究成果發(fā)表于ACS Nano。手性是圓偏振光的基本屬性。研究團(tuán)隊(duì)基于手性凝膠因子與非手性的熒光香豆素衍生物共組裝制備了CPL超分子水凝膠材料，通過(guò)非共價(jià)鍵驅(qū)動(dòng)的可控自組裝超分子水凝膠實(shí)現(xiàn)了對(duì)圓偏振發(fā)光（CPL）手性的調(diào)控。該研究通過(guò)簡(jiǎn)單合理地設(shè)計(jì)雙組分水凝膠體系或是引入外界非手性因素可得到CPL手性可控的功能材料，為超分子凝膠在圓偏振發(fā)光領(lǐng)域拓寬了方向，并拓展了其在光電裝置以及智能手性光學(xué)材料方面的應(yīng)用。