聚焦
•UV-SCIRP方法模拟生物组织时间主导的活体生长过程
•水凝胶层数无限制，层界面无缝且坚固
•适用于制作任意形状和尺寸的分层水凝胶结构
•实现水凝胶层的选择性生长和图案化精确构建
摘要
许多天然组织具有多功能的分层结构，因为每一层由不同的细胞类型组成，因此表现出独特的物理化学特性。在人造软材料中创造如此复杂的多层结构是普通凝胶化方法难以实现的，缺乏时空控制，因此需要基于活性聚合的可控连续生长过程来模拟生物组织的生长。在此，一种方法，即紫外线触发的表面催化引发的自由基聚合（UV-SCIRP），在室温下均匀水凝胶层的活性生长中得到证明，通过从表面结合的 Fe3+原位生成 Fe2+离子催化剂来促进水凝胶底物的离子。UV-SCIRP 的反复应用能够制造具有不同成分和分层特征的多层水凝胶。表面催化凝胶化使该方法在构建复杂的水凝胶图案、非平面的任意形状的水凝胶物体和血管状复杂的多层水凝胶管方面有效。这项工作展示了一条设计仿生结构水凝胶和具有按需功能的复杂软结构的新途径。
图1：（A）天然层状生物组织的动态形成过程（整体厚度和单层属性与时间的演变正相关性）和（B）传统“砌墙”策略（层数的机械叠加）制备层状水凝胶材料。
图2：采用UV-SCIRP法制备层状结构水凝胶材料的示意图。
图3：利用UV-SCIRP方法制备多层的层状水凝胶材料。
图4：利用UV-SCIRP方法制备各种图案化、梯度和复杂层状结构水凝胶材料。
图5：利用UV-SCIRP方法制备血管状多层水凝胶管。
相关论文以题为Biomineral calcium-ion-mediated conductive hydrogels with high stretchability and self-adhesiveness for sensitive iontronic sensors发表在《Matter》上。第一作者是徐蓉年博士。通讯作者是UCLA贺曦敏助理教授、中科院兰州化物所麻拴红、周峰研究员。
参考文献：
doi.org/10.1016/j.matt.2021.11.018