南京工业大学陈苏教授课题组以微流控技术为手段，设计开发了自愈合力驱动的宏观自组装方法
自然界存在着许多奇异的自组装材料，“师法自然”以自组装为手段构筑先进的高性能结构多功能材料是当今研究热点之一。通过模拟自然界的自组装过程，对于理解自然及推进材料的功能性和结构性的协同发生及演化具有深刻的意义。当前，自组装的研究主要集中于分子层面的组装，宏观自组装鲜有报道，特别是自然界自组装及人工自组装技术效率低，成为阻碍其发展的瓶颈，如何提高自组装效率也是当今国际极具挑战性的课题之一。
近日，南京工业大学化工学院及材料化学工程重点实验室陈苏教授、博士后李晴等在国家自然科学基金重点项目（21736006）和国家重点研发计划(2016YFB0401700)、江苏省高校优势学科建设工程、材料化学工程国家重点实验室基金的支持下，以微流控技术为手段，设计开发了自愈合力驱动的宏观自组装方法。该成果刊登在《先进材料》（影响因子21.95）期刊（Advanced Materials, "Versatile Hydrogel Ensembles with Macroscopic Multi-Dimensions"，DOI: 10.1002/ adma.201803475）上。
从小到大宏观组装示意图
研究者巧妙地利用自愈合高分子水凝胶微珠作为组装单元，在微流体限域通道内实现了超分子水凝胶微珠的连续化定向组装，通过不同类型通道的设计，如单通道、Y型通道、平行通道、立体三角形通道，亦可实现特定形貌组装体的可控组装。基于组装基元之间固有的氢键和超分子作用力，可在几分钟内完成组装，实现从微米结构单元组装成为宏观大材料，大大提高了组装效率，所制备的水凝胶材料具有很好的生物相容性，是很好的人体组织材料。同时，为多维度材料的设计和快速构筑新型功能材料提供了一种新方法。该研究获得审稿人高度评价：“This work is interesting, especially, authors have realized controllable assembly to fabricate a series of macroscopic linear, planar and 3D beaded assemblies in microfluidic channels. Such method can be also extended from microscopic to macroscopic self-assembly, which is highly significate in materials science.”。
这项研究成果提升了对在限域空间中自组装宏观材料的认知水平，也拓展与丰富了多维度功能材料的制备手段。该突破性研究进展标志着南京工业大学材料化学工程国家重点实验室在微流控领域的研究迈上了一个新高度。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/adma.201803475
来源：南京工业大学化工学院
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