四川大學(xué)褚良銀教授課題組在微納結(jié)構(gòu)化功能材料研究中取得重要進展
2013-10-08 來源：中國聚合物網(wǎng)
日前，國際重要學(xué)術(shù)刊物《自然》子刊《自然·通訊》（Nature Communications，I.F.=10.015）發(fā)表了四川大學(xué)化工學(xué)院褚良銀教授課題組的研究論文“Nano-structured smart hydrogels with rapid response and high elasticity”（2013, 4: 2226; doi: 10.1038/ncomms3226）。國際同行專家認為，“該論文提出了一種將響應(yīng)型納米凝膠作為納米交聯(lián)劑制備高拉伸和快速響應(yīng)型智能水凝膠的嶄新方法”，“非常有趣，并將在不同領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景”。該論文發(fā)表后受到了廣泛關(guān)注和重視，連續(xù)一周成為該雜志閱讀最多的10篇論文之一（Top 10 Most-Read Articles）。
智能水凝膠又稱刺激響應(yīng)性水凝膠，是由交聯(lián)的親水性聚合物鏈組成的三維網(wǎng)絡(luò)，能夠在環(huán)境信息如溫度、pH和某些化學(xué)或生物物質(zhì)的刺激下極大地改變它們的體積和其他性能。它們在無數(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用。環(huán)境刺激快速響應(yīng)以及高彈性對于智能水凝膠的應(yīng)用至關(guān)重要；但如何將快速響應(yīng)速度和高彈性結(jié)合在一起，仍然是合成智能水凝膠的一項挑戰(zhàn)。 褚良銀教授課題組在國際上提出了一種由活性納米凝膠作為交聯(lián)劑制備納米結(jié)構(gòu)化智能水凝膠的新方法。該智能水凝膠由于因其這種納米結(jié)構(gòu)而兼具快速響應(yīng)和高彈性的優(yōu)點，其高彈性表現(xiàn)在可承受劇烈壓縮、剪切以及強烈的變形，如彎曲、扭轉(zhuǎn)和拉伸。這種快速響應(yīng)和高彈性的優(yōu)點有望提高智能水凝膠的應(yīng)用性能、擴大水凝膠的應(yīng)用領(lǐng)域。該研究從材料結(jié)構(gòu)設(shè)計到制備表征都在我校完成，四川大學(xué)為該論文的唯一通訊單位。
微納結(jié)構(gòu)化是提升功能材料性能和拓展其新功能的重要途徑。在國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》中，明確提出“新材料技術(shù)將向材料的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化、功能材料智能化”等方面發(fā)展，并明確提出要重點研究材料的“人工結(jié)構(gòu)化和小尺度化、多功能集成化等物理新機制、新效應(yīng)和新材料設(shè)計”。 褚良銀教授課題組在國際上提出了一種用于可控制備具有特定形狀和功能的孔-核型微顆粒的新方法，利用微流控單分散雙重乳液為合成模板，創(chuàng)新性地通過可控調(diào)節(jié)該乳液體系的相界面特性，可控制備殼層上具有單個通孔結(jié)構(gòu)的孔-殼型微顆粒。該微顆粒的內(nèi)部空腔和殼層通孔的形狀和尺寸均可精確控制，且其空腔的表面性質(zhì)也可靈活調(diào)控。該研究為設(shè)計和制備用于可控裝載/釋放、活性物質(zhì)保護以及微反應(yīng)等方面的新型微容器開辟了新途徑。日前，該研究成果“Hole-shell microparticles from controllably evolved double emulsions”發(fā)表在國際知名刊物《Angewandte Chemie International Edition》（I.F.=13.734）上（2013, 52(31): 8084-8087）。該研究工作因其新穎性和重要性而受到了高度重視，國際同行專家認為該論文中的新方法“巧妙”、“有趣”和“令人振奮”，被選為《Angewandte Chemie International Edition》雜志的封面論文（Cover Story）。
上述研究得到了國家自然科學(xué)基金重點項目（21136006）和教育部“長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”創(chuàng)新團隊資助項目（IRT1163）等項目的資助。
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（責(zé)任編輯：徐）
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