形狀記憶高分子材料是指具有保持臨時變形形狀的能力，當(dāng)受到外界刺激后，可以恢復(fù)到初始形狀，從而表現(xiàn)出對初始形狀具有記憶功能的一類高分子材料。與形狀記憶合金和形狀記憶陶瓷相比，形狀記憶高分子材料具有密度低、可恢復(fù)形變量大、易加工成型、形變溫度可調(diào)等諸多優(yōu)點，因而形狀記憶高分子具有非常廣闊的應(yīng)用前景。但是目前發(fā)展的形狀記憶高分子材料主要是熱致形狀記憶高分子，即在熱刺激下可以恢復(fù)到初始形狀。然而在實際應(yīng)用中，比如作為生物醫(yī)用材料，由于溫度過高會使生物組織發(fā)生損傷，所以熱并不是一個良好的刺激方式，目前亟需開發(fā)新的形狀記憶觸發(fā)方式以適應(yīng)科技發(fā)展的需要。
近年來，隨著超分子科學(xué)的發(fā)展，具有特殊的可逆性和高度的動態(tài)性的超分子作用力，如金屬配位作用、主-客體作用和動態(tài)共價鍵等在制備結(jié)構(gòu)規(guī)整、性質(zhì)可控功能材料方面表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。中科院寧波材料所智能高分子團隊將超分子作用引入形狀記憶高分子材料，制備了基于超分子作用的形狀記憶高分子材料。科研人員首先合成了含有苯硼酸側(cè)基的海藻酸鈉（Alg-PBA），利用苯硼酸和聚乙烯醇（PVA）羥基間的動態(tài)硼酸酯鍵，制備了具有自修復(fù)功能的水凝膠。然后借助于海藻酸鈉和Ca2+之間的配位絡(luò)合作用，得到在宏觀和微觀層面都具有形狀記憶功能的水凝膠。這種水凝膠利用了雙重超分子作用，成功實現(xiàn)了形狀記憶和自修復(fù)兩種功能的結(jié)合。相關(guān)研究工作發(fā)表在Chem. Commun. 2014, 50,12277 (IF = 6.718)上，并被選為當(dāng)期的內(nèi)封面文章。該研究團隊最近發(fā)展了這一思路，利用硼酸酯鍵保持材料的臨時形狀，制備了pH和糖響應(yīng)的形狀記憶高分子材料，此工作不但得到了生物分子響應(yīng)的形狀記憶高分子材料，還大大縮短了材料的形狀恢復(fù)時間。該研究成果發(fā)表在Maromol. Rapid Commun. (accepted)上。上述研究成果是對形狀記憶高分子材料的有效補充及創(chuàng)新，為開發(fā)生物醫(yī)用形狀記憶高分子材料提供了新的思路。
研究工作得到了國家青年千人計劃、國家自然科學(xué)基金（51303195, 21304105）、浙江省杰出青年基金（LR14B040001）及寧波市自然科學(xué)基金（2014A610127）的資助。
形狀記憶高分子材料的制備示意圖及其自修復(fù)和形狀記憶功能
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