清华大学危岩教授和东华大学隋晓锋研究员特约综述：具有环境响应性的纤维素基水凝胶

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智能材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，而其重要特征包括感知外界环境刺激并作出适当响应，可以根据指令进行操作，甚至可以编入程序进行操控。环境响应型水凝胶是一种理想的智能材料，可以兼容如物理、化学和生物等多种变化，对机械力、温度、湿度、酸碱性、金属离子乃至微生物等条件都可以做出适当响应，因而在很多领域都有应用潜力。

纤维素是世界上产量最大的天然高分子材料，作为水凝胶原料在成本上具有无可比拟的优势；而且纤维素的可再生性与环境友好性，也符合现代材料的设计理念。更重要的是，纤维素原料对人体无毒副作用，也不易出现过敏问题，具有很好的生物相容性。因此，纤维素基环境响应水凝胶，不仅在一些规模较大的工业领域，在生物医用领域也具有独特优势。

清华大学危岩教授和东华大学隋晓锋研究员在综述中从结构设计和功能与应用入手，介绍了具有环境响应性的纤维素基水凝胶近几年来的发展。文章首先从环境响应型纤维素水凝胶材料的结构设计出发，简要概括了纤维素基水凝胶的合成方法，具体包括物理交联、化学交联和其他交联方式等。之后从水凝胶功能性入手，重点介绍了以一种或多种化学信号、物理信号为刺激源响应的纤维素基水凝胶材料；并以药物载体、形状记忆材料和伤口敷料等方面研究成果为例，阐述了环境响应型纤维素基水凝胶的相关应用及在其他领域的应用潜力。目前，纤维素基水凝胶的相关研究逐渐增多，但作为刺激响应材料时，其具体响应类型还较为单一，如生物信号刺激响应水凝胶还较少；除拓宽响应种类，双重、多重环境响应性纤维素水凝胶的设计开发也需要更多的关注。鉴于天然高分子来源丰富、成本较低和生物相容性好等突出特点，结合环境响应功能优势，纤维素基环境响应水凝胶功能材料的智能设计与构建将是该领域未来的研究重点，在智能软体机器人、环保生物传感器以及组织工程等生物医学领域具有巨大的发展空间和应用前景。

该综述发表在《高分子学报》2020年第8期“庆祝张俐娜院士80华诞专辑”(高分子学报, 2020, 51(8): 880 - 889 )，DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20131，通讯作者是清华大学危岩教授和东华大学隋晓锋研究员。

原文链接：

https://doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20131 

来源：高分子学报

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