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《AFM》山东大学王旭:持久润滑水凝胶的未来 - 聚电解质水凝胶!

水凝胶  · 公众号  ·  · 2024-09-29 22:52

主要观点总结

该文章介绍了一种名为PHEMA/ε-PL 10的聚电解质水凝胶,具有优异的润滑性能。这种水凝胶通过ε-PL捕获环境中的脂质,在表面形成润滑层,有效降低摩擦系数。其润滑性能持久,能在500天后仍保持极低的摩擦系数。该水凝胶的合成过程、表征、表面特性、持久润滑性能以及与其他聚电解质水凝胶的对比等内容在文章中都有详细介绍。该材料在医疗设备、仿生关节等领域具有巨大的应用潜力。

关键观点总结

关键观点1: 聚电解质水凝胶PHEMA/ε-PL 10的合成与表征

研究团队通过精确混合HEMA、MBAA、ε-PL和I2959,采用一锅法合成,并通过紫外线照射成功制备出PHEMA/ε-PL 10水凝胶。该水凝胶具有优异的润滑性能和生物相容性。

关键观点2: PHEMA/ε-PL 10水凝胶的表面特性

PHEMA/ε-PL 10水凝胶表面平整,具有清晰的网状结构,这种结构对于其润滑效果至关重要。同时,该水凝胶展现出卓越的压缩韧性和抗疲劳性能。

关键观点3: PHEMA/ε-PL 10水凝胶的持久润滑性能

PHEMA/ε-PL 10水凝胶通过超分子相互作用不断捕获环境中的脂质,进而形成稳定的润滑层,其润滑效果可以持续500天。即使在经历了大量摩擦循环后,摩擦系数仍保持在极低水平,证明了其优异的自愈性和耐久性。

关键观点4: 聚电解质水凝胶的润滑性能对比

文章合成多种聚电解质水凝胶,并比较了它们的润滑性能。结果表明,聚电解质的电荷特性对水凝胶的润滑性能有显著影响。PHEMA/ε-PL 10水凝胶表现出最佳的润滑性能。


文章预览

聚合物水凝胶因其独特的设计,可广泛应用于生物医学、农业等多个领域。作为界面材料,水凝胶的优异润滑性能尤为重要。为了提升水凝胶的润滑效果,目前常见的做法是将润滑成分嵌入水凝胶中或接枝于其表面。然而,这些方法存在一个关键问题: 一旦低摩擦的润滑层被破坏,或水凝胶内的润滑成分(如脂质等)耗尽,其润滑性能便会迅速下降 。因此,如何延长润滑水凝胶的使用寿命仍是该领域研究的重点。为了解决这一问题, 山东大学王旭教授团队 借鉴关节软骨的润滑机制,开发出一种名为 PHEMA/ε-PL 10 的聚电解质水凝胶。该水凝胶中的聚赖氨酸( ε-PL )可以持续捕获环境中的二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱( DMPC ),并在表面自发形成润滑层,从而有效降低摩擦。 PHEMA/ε-PL 10 水凝胶在 2 N 的压力下,摩擦系数( COF )低至 0.02 ,接近人体关节软 ………………………………

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