近日，記者從天津大學(xué)獲悉，一種具有高強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及熱塑性和可自修復(fù)的新型超分子聚合物水凝膠被成功制備出來，其強(qiáng)度達(dá)到人體軟骨的4倍，在水含量高達(dá)70%—80%的情況下，拉伸和壓縮強(qiáng)度都能達(dá)到兆帕級別，并具有抗撕裂性，在酸性、堿性環(huán)境下均能保持非常良好的穩(wěn)定性，有望用作軟濕結(jié)構(gòu)生物材料替代物。
水凝膠是一種在高分子材料縫隙間存在大量水的果凍狀物質(zhì)，可用于制造食用果凍、隱形眼鏡片、人工軟骨等。它具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不溶解、不熔融，含水量是總質(zhì)量的50%—70%，與人體組織類似，故而在作為人體植入物可以減少不良反應(yīng)，是優(yōu)良的生物醫(yī)用材料。但是，水凝膠相對脆弱，且穩(wěn)定性差，尚不能完全替代承受載荷的人體軟組織，因此制備高強(qiáng)度的超分子聚合物水凝膠十分必要。
常用的水凝膠由若干組分組成，需要添加化學(xué)交聯(lián)劑才能保持其性質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度高、不溶于水。天津大學(xué)材料學(xué)院劉文廣教授課題組使用氨基酸衍生物作為單一組分，在全球率先提出“雙氫鍵超分子水凝膠”的概念，運(yùn)用氫鍵自識別機(jī)理，無需化學(xué)交聯(lián)劑，制備出新型超分子水凝膠，使其具有更優(yōu)異的生物相容性，有望用作軟濕結(jié)構(gòu)生物材料替代物。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這一新型超分子水凝膠還具有熱塑性和自修復(fù)功能。經(jīng)過加熱后，它可以像橡皮泥一樣變形、重組、塑形，反復(fù)利用。這種力學(xué)達(dá)兆帕級別的自修復(fù)的超分子聚合物水凝膠在以前鮮有報(bào)道。（朱寶琳 馮國梧）