近期,安徽理工大學講席教授王文新帶領的研究團隊以“Enhanced Strength for Double Network Hydrogel Adhesive through Cohesion-Adhesion Balance”為題在《Advanced Functional Materials》上發表最新研究成果,開創性地提出利用雙網絡(DN)結構來調節水凝膠的內聚力與粘附力之間的平衡,從而制備出具有卓越粘附性能的水凝膠粘合劑。
該團隊首先利用單寧酸(TA)增強的聚乙烯醇(PVA)創建了一個高粘性網絡,并利用鈣離子(Ca2?)交聯的海藻酸鈉(SA)形成第二個互穿地性能調控的網絡。通過精細調整這兩種網絡的比例,該團隊成功地制備出了一種內聚力與粘附力平衡的高性能DN水凝膠粘合劑(參見圖1)。與傳統非平衡的水凝膠粘合劑相比,這種新型粘合劑的粘附強度提高了三倍(如圖2所示)。此外,這種水凝膠不僅展示出了在多種物體表面上卓越的粘附能力,還具有出色的抗菌效果以及良好的細胞相容性。該研究為設計新一代內聚力與粘附力平衡的水凝膠強粘附劑提供了新的思路。
圖1.制備雙網絡PSTC水凝膠粘附劑的示意圖
圖2.PSTC水凝膠的粘附特性。(a) PSTC水凝膠對各種物體(包括組織、玻璃和塑料)的粘附性;(b) PSTC水凝膠在豬皮粘附試驗中接觸10分鐘后的搭接剪切應力-應變曲線;(c) PSTC水凝膠接觸1小時后的搭接剪切應力-應變曲線;(d) PSTC-1和PSTC-0水凝膠粘合劑搭接剪切試驗的代表圖像;(e)接觸時間為24小時的PSTC水凝膠搭接剪切應力-應變曲線;(f)豬皮粘合試驗的搭接剪切強度匯總圖像
(編輯:宣傳部 夏雅鳳)