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有读书笔记Redox-responsive self-healing materials formed from host–guest polymers

唐唐 添加于 2011-11-8 05:25 | 3664 次阅读 | 0 个评论

  •  作 者

    Nakahata M, Takashima Y, Yamaguchi H, Harada A

  •  摘 要

    Expanding the useful lifespan of materials is becoming highly desirable, and self-healing and self-repairing materials may become valuable commodities. The formation of supramolecular materials through host–guest interactions is a powerful method to create non-conventional materials. Here we report the formation of supramolecular hydrogels and their redox-responsive and self-healing properties due to host–guest interactions. We employ cyclodextrin (CD) as a host molecule because it is environmentally benign and has diverse applications. A transparent supramolecular hydrogel quickly forms upon mixing poly(acrylic acid) (pAA) possessing β-CD as a host polymer with pAA possessing ferrocene as a guest polymer. Redox stimuli induce a sol?gel phase transition in the supramolecular hydrogel and can control self-healing properties such as re-adhesion between cut surfaces.

  •  详细资料

    • 文献种类:期刊
    • 期刊名称: Nature Communications
    • 期刊缩写: Nat Comms
    • 期卷页: 2011年  第2卷 511页
    • ISBN: 2041-1723

  •  所属群组

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    研究开发出能自我修复的新材料
    日本研究人员在最新一期的英国《自然—通讯》杂志网站上报告说，他们利用简单的化学反应，开发出了一种即使受损也能够自然修复的凝胶状新材料。这种凝胶状物质能够自由地吸附在一起或分离，即使切开，也能够自己修复。
     
    日本大阪大学教授原田明率领的研究小组利用环式糊精和二茂铁制成了这种新材料。环式糊精看起来就像缩小了的钥匙孔，而二茂铁相当于刚好能够插进去的钥匙，两者在化学反应中，数秒内就能结合在一起，形成凝胶状物质。
     
    研究人员用刀将这种凝胶状物质切开，再放到一起，数小时到24小时之内，犹如拔出的钥匙再 次插入钥匙孔，两块凝胶又重新结合在一起，切割的痕迹也消失了，恢复了原状。如果在切断面上涂抹氧化剂，则切开的两部分不会再次结合到一起，但是如果再涂 抹还原剂，新材料不仅能够恢复吸附力，其自我修复能力还会得到提高。
     
    如果使用改变二茂铁结构的氧化还原反应，还能使凝胶成为液体。研究小组正在研究，如果将这种液体通过细小的管子注入人体内，是否能够在提供给肿瘤营养的血管中再次成为凝胶状，从而堵塞血管，断绝对肿瘤的营养供应，以治疗癌症。
     
    研究人员表示，这一发现将有助于开发出寿命更长的塑料等新材料，并有望应用于医疗领域。（来源：新华网 蓝建中）
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