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日本研发超高强度水凝胶或将造福医疗事业

来源:peek板供应商  作者:煌业塑胶
  日本北海道大学2016年4月28日宣布,开发出了基于三嵌段共聚物(Triblock Copolymer)的超高强度水凝胶。这种凝胶虽然含有大量水分,但却拥有可与橡胶匹敌的强度以及魔芋块100倍的硬度,此外还可轻松修复切割面,有望应用于包括体内使用在内的医疗用途。
  水凝胶是以网眼状连接在一起的聚合物包含大量水分的构造,生物亲和性较高,作为医用材料备受期待。但是,以前的水凝胶非常脆弱,实际用途只限于隐形眼镜等。目前世界各地都在开发含有大量水分却具有高强度的水凝胶,已开发出了拓扑凝胶、纳米复合凝胶、双网络凝胶、聚两性电解质凝胶等。
  此次通过在三嵌段共聚物构成的水凝胶中添加第二成分——聚丙烯酰胺,成功制作出了含有大量水分却具有高强度的新型高强度双网络凝胶。据介绍,这种凝胶的强度比前面提到的4种高强度凝胶都要高。
  三嵌段共聚物是由三种成分结合而成的带状分子,具有疏水性-亲水性-疏水性构造。将这种共聚物放入水中,两端的疏水性部位就会形成网眼构造,从而获得块状水凝胶。在这种凝胶的内部导入聚丙烯酰胺,三嵌段共聚物的亲水性部位与聚丙烯酰胺就会形成氢键,从而获得三嵌段共聚物/聚丙烯酰胺双网络凝胶。北海道大学通过控制这两种物理键,成功获得了高强度水凝胶。
  这种水凝胶的拉伸断裂应力为10MPa,抗拉能量为2850kJ/m2,拉伸弹性率为14MPa,显示出了出色的物性。即便在凝胶上开一个孔,用其吊起一个重锤,开孔部位也不会被撕裂。而且,即便大幅变形,断裂应变率达到600%(原长度的7倍),也可保持应力的线性响应。另外,为凝胶的断裂面涂布二甲基甲酰胺使其重新接触后,被破坏的键会自发性地重新形成,凝胶会再次粘在一起。
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