武大施晓文教授《Chem. Commun.》：电信号调控壳聚糖水凝胶的多层次结构
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研究背景
自然界中许多动植物都具有精巧的层状结构，提供了力学增强、刺激响应性能和生物功能。受此启发，通过自组装、外场控制、定向冷冻和离子扩散等方法成功地构建了有序排列的层状材料。然而，真正的器官具有复杂的层状结构，可以满足生理和生物学的需要。探索简单、快速的方式制备这种复杂的层状结构备受关注。同时，现有技术在制备多层级平面结构方面具有强大的能力，但在构建多层级管状结构方面存在局限性，而多层级管状普遍存在于血管、输尿管、胆管和淋巴管等生物器官中。
文章简介
基于上述背景， 武汉大学的施晓文教授 ..。这项工作显示了电子信号在软物质中创造复杂结构的巨大潜力，以及模拟自然界中多层级管状结构的可能性。
该成果以“ Tubular Chitosan Hydrogels with Tuneable Lamellar Structure Programmed by Electrical Signals ”为题，发表于 Chemical Communications。 武汉大学资源与环境科学学院童骏 为本文第一作者， 施晓文教授 为本文通讯作者。
研究亮点
亮点一： 优化电组装装置，消除阳极产生的H+对阴极电组装过程的影响，管状壳聚糖凝胶具有优异的湿态力学性能。
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Fig. 1 (a) Schematic diagram of electro-assembly of chitosan hydrogels. (b) Schematic and optical image of electro-assembled chitosan hydrogel on the cathode in a double compartment electrolytic cell. (c–e) Mechanical properties of chitosan lamellar tubes. |
亮点二： 通过电组装技术制备的壳聚糖管状水凝胶具有高度取向性。
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Fig. 2 (a) SEM and (b) 2D-WAXD of electrodeposited chitosan hydrogels with different deposition times. (c) SEM and (d) 2D-WAXD of chitosan hydrogels electrodeposited at 5 V, 10 V and 15 V. (e and f) Mechanical properties of chitosan hydrogels electro-assembled at 5 V, 10 V and 15 V. |
亮点三： 通过调节壳聚糖链电泳速率和离子扩散速率的平衡关系，精确构建有序/无序多层级结构壳聚糖管状水凝胶。
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Fig. 3 Regulation of the chitosan hydrogel structure. Complex lamellar disorder/order structure programmed by predesigned electrical signal sequence I (a) and II (b). |
论文信息
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Tubular Chitosan Hydrogels with Tuneable Lamellar Structure Programmed by Electrical Signals Jun Tong, Chen Yang, Luhe Qi, Jingxian Zhang, Hongbing Deng, Yumin Du and Xiaowen Shi*( 施晓文 , 武汉大学) Chemical Communications , 2022, 58 , 5781–5784 http://doi.org/ 10.1039/D2CC01320G
原文链接 https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d2cc01320g
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