天津大学刘文广教授《先进材料》一种具有高强度、稳定性以及热塑性和可自修复的新型超分子聚合物水凝胶

　　日前，材料学院刘文广教授课题组关于一种具有高强度、稳定性以及热塑性和可自修复的新型超分子聚合物水凝胶“ A Mechanically Strong, Highly Stable, Thermoplastic, and Self-Healable Supramolecular Polymer Hydrogel ”在材料领域著名期刊Advanced Materials（IF=17.493)上发表见刊。http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201500534/pdf。

　　水凝胶作为一种软湿材料，它是以水为分散介质，具有亲水性而又不溶于水,且能够吸收大量水分(通常含水量大于总质量的50％),具有交联结构的高分子聚合物。水凝胶具有良好的水渗透性和生物相容性，作为人体植入物可以减少不良反应，因而水凝胶作为优良的生物医用材料得到了广泛的应用。但其高含水量导致较差的机械性能和稳定性限制了凝胶作为承受载荷的软组织替代的应用，因此制备高强度的超分子聚合物水凝胶目前依然存在很大的挑战。刘文广教授指导硕士生戴西洋和博士生张银宇将氨基酸的氢键作用引入到聚合物的侧链中，在不存在任何化学交联键的情况下，侧链的双氢键的协同作用极大地增强了超分子水凝胶的机械强度，在水含量高达70—80%的情况下，其拉伸和压缩强度都能达到兆帕级别，并且具有抗撕裂性，在各种酸碱溶剂中能够保持非常良好的稳定性。由于这种双氢键作用能够在较高温度下实现破坏和重组，水凝胶具有热塑性和自修复功能。这种力学达兆帕级别的自修复的超分子聚合物水凝胶在以前鲜有报道，而热塑性使得凝胶具有良好的加工性和可重复利用性，废弃的凝胶小碎块加热后可完好塑型，成为“终结者”（Terminator）凝胶，此特性减少了对坏境的负担。此外，细胞实验和初步动物实验结果表明该凝胶具有良好的生物相容性，有望用作软湿生物材料。

　　上述成果得到了国家杰出青年科学基金和国家基金委面上基金的资助，近5年来，刘文广教授课题组在多功能高强度水凝胶方面做出了持续性且富有特色的研究工作，在Advanced Materials,Advanced Functional Materials ,

　　Biomaterials,Scientific Reports, Macromolmolecular Rapid Communications, Soft Matters,J Mater Chemistry等国际知名期刊上发表多篇学术论文，形成了自己的完整体系。