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来自美国的研究人员近日开发出一种新的高分子材料，它能够帮助修复受损的关节软骨，有望为骨关节炎患者带来福音。 关节软骨中存在着一种名为糖胺聚糖的大分子物质，它能够与水分子结合，帮助关节承担负荷，抵抗磨损。在骨关节炎患者中，软骨中的糖胺聚糖含量减少，关节软骨承受负荷能力下降，因此患者会经常感到疼痛。 来自美国波士顿大学的研究人员尝试用合成的高分子材料修复受损的关节软骨。他们选择了两种亲水性良好的聚合物单体，将关节软骨浸泡在含有这两种单体以及光引发剂的溶液中。一段时间后，聚合物单体和光引发剂渗透进软骨中。随后他们再用特定波长的光照射软骨，光照使得光引发剂引发两种单体的聚合，形成一个能够高度吸水的聚合物网状结构，即通常所说的水凝胶。这个水凝胶穿插在原有的糖胺聚糖的网络中，对后者起到了支撑作用。体外实验表明，受损的关节软骨在经过这种处理后，抗负荷和耐磨损的能力恢复到健康的关节软骨的水平，表明这种新材料确实能够对已经发生退行性病变的......阅读全文
水凝胶是人造软骨、关节和椎间盘的理想替代材料。这些应用要求水凝胶具备循环加载下的抗疲劳性能。虽然人们开发了多种高韧水凝胶，但这些水凝胶在多次循环加载下会发生疲劳断裂，它们的疲劳阈值通常只有1-100J/m2。今日，MIT赵选贺团队揭示了抗疲劳水凝胶的设计原理：让疲劳裂纹在扩展中遇到并且断裂比一层
高分子水凝胶驱动材料是近年来发展起来的一类具有与生物组织相似的“软、湿态”特性的智能高分子材料，它们能够像生物体一样“感知”各种外部刺激，从而发生可逆形变，因而在仿生驱动器、软质机器人等领域具有巨大的应用潜能。但通常受限于材料自身的成分及结构，这些智能水凝胶驱动材料通常存在难以实现三维复杂形变、
做过胃肠镜和插过导尿管的人都会知道，硬塑料橡胶在人体柔软组织中拖动摩擦所带来的痛苦。而且，导尿管等医疗器械表面容易粘附细菌、生长异物。这些问题困扰着全球几千万人。水凝胶柔软多水，表面光滑抗菌，是和人体接触的最好界面。可是怎么让各种医疗仪器，例如导尿管、内窥镜等附上一层足够厚又耐用的水凝胶涂层？该
关节疾病与组织损伤是威胁人类健康的顽固性疾病之一，发病率高而且难以治愈。采用人工材料实现组织缺损的填充、置换、再生，是当今世界多学科交叉的前沿课题，具有非常广泛的应用前景，但也面临着巨大的挑战。人工材料的设计与合成、结构操控、生物活性与生物功能的实现与调控等是成功地构建
人体滑膜关节能够在极高的赫兹接触压力（3-18 MPa）下呈现出较低的摩擦系数（0.001-0.03）。无论是静止还是运动状态，关节界面始终都能够保持超低的摩擦系数，支撑人体正常运动过程。研究表明，包覆在骨关节表面的重要软组织——关节软骨在减小骨与骨之间的摩擦以及缓冲运动时产生的震动等方向起着至
生活中，我们喜于食用口感优异的果冻、龟苓膏等零嘴，倾向于佩戴更为便捷的隐形眼镜，使用效果更加明显的凝胶敷料。其实，这些吃的、用的材料都是由水凝胶构成的。图1 生活中常见的水凝胶制品：A 果冻，B 龟苓膏，C 隐形眼镜，D 水凝胶敷料。（图片来自网络） 什么是水凝胶？ 顾名思义，水凝胶是由水和
自然界中种类繁多的动植物不仅有着纷繁多变的形态，而且能根据外界环境的变化而改变自身的形态。水凝胶由于其软、湿特性，长期以来被认为是智能仿生的理想材料之一，并被用于软体机器人、组织工程及药物递送等诸多领域。目前，水凝胶驱动器实现智能变形的方式主要有形状记忆与驱动两种，形状记忆水凝胶需在外力的作用下
智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料，由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子，在合适的外界刺激作用下，易与周围的水溶液发生物质交换，诱导水凝胶的溶胀或去溶胀，同时伴随着发光颜色或强度的显著变化，因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子
智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料，由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子，在合适的外界刺激作用下，易与周围的水溶液发生物质交换，诱导水凝胶的溶胀或去溶胀，同时伴随着发光颜色或强度的显著变化，因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子
棉花也能做成水凝胶？记者16日从南京林业大学获悉，该校姚建峰教授团队在最新一期顶级期刊《德国应用化学》在线发表研究成果《无机盐诱导的热可逆抗冻纤维素水凝胶》，通过简易方法将棉短绒制造为导电、热可逆、耐低温、可3D打印的水凝胶材料。 水凝胶是以水为分散介质的凝胶。根据合成材料的不同，水凝胶又分
自愈壳聚糖基水凝胶（上：中间打出的孔洞在2小时后自愈）与无自愈的明胶（下）对比实验。 磁性壳聚糖基自愈性水凝胶挤过狭窄通道，证明了其自愈性与磁性的协同作用。 在11月举办的“2012生命科学论坛”上，来自清华大学化学系教授危岩课题组的副教授陶磊的汇报吸引了参会医生们的目光：以
水凝胶是一种极亲水的三维网络结构凝胶，由高分子（相对分子质量比较大的分子，呈链状结构）在一定条件下互相连接，形成三维的空间网状结构，这些网状结构的空隙中充满了液体，这种特殊的分散体系就是凝胶。由于其出色的柔性及生物相容性等特质，其在电学器件、传感器以及生物医学等诸多领域中得到广泛的研究和应用。我们所
近日，中国科学技术大学教授梁高林课题组研制出一种新型低聚物水凝胶，相关研究成果发表在1月28日的《德国应用化学》上。课题组的博士生刘爽是论文的第一作者。 水凝胶是一种大量富含水的材料，被广泛地应用于药物释放、组织工程等领域。现今已有的水凝胶通常被分为两种，高聚物水凝胶和小分子水凝胶
在亿万年的自然演化中，一些生物体逐渐发展出体色、形态等随环境变化的能力。其中，最典型的例子就是变色龙：它能够根据外部环境或情绪心理的变化来快速改变肤色，以达到伪装或交流的目的。研究表明，变色龙的皮肤具有特殊的多层色素细胞构造，环境或情绪的变化会诱导皮肤肌肉运动，改变皮肤多层色素细胞的分布，进而实
生物3D打印领域不断发展，人们已经不满足于单纯基于水凝胶类材料的组织构建。高温熔融生物打印技术的出现让我们对高强度、生物相容性好的组织器官打印提供了更多的可能性。本文带您深入浅出的看懂这种技术和未来的发展空间。生物3D打印的进展生物3D打印技术以细胞、蛋白质、生物材料等作为构造单元，构建生物学模型、
天然软骨是一种兼备固-液双相特征、具有典型层状结构特征和特殊应力耗散机制的湿滑材料。目前，从工程应用角度来说，寻找类似于天然软骨的新型润滑材料具有挑战性。其中，表面接枝聚合物刷和水凝胶材料引发关注。但传统表面引发聚合方法制备的聚合物刷层较薄，在宏观粗糙接触尺度下易被剪切磨掉，这限制了其在工程领域
高分子水凝胶驱动器是一类能够对外界刺激（光、热、化学、电等）产生可逆形变或者体积改变的新型智能材料。作为一类与生物组织相似的“软、湿”态材料，水凝胶驱动器在软体机器人、人工肌肉、人造阀门等领域存在巨大的潜在应用价值。 为此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队研究员陈涛和张佳玮
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华及其团队在《先进材料》（Advanced Materials）上发表题为《水凝胶介导的类器官和器官芯片研究》（Advances in Hydrogels in Organoids and Organs-on-a-Chip）的进展报告。 类器官和器官
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华及其团队在《先进材料》（Advanced Materials）上发表题为《水凝胶介导的类器官和器官芯片研究》（Advances in Hydrogels in Organoids and Organs-on-a-Chip）的进展报告。 类器官和器官
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华及其团队在《先进材料》（Advanced Materials）上发表题为《水凝胶介导的类器官和器官芯片研究》（Advances in Hydrogels in Organoids and Organs-on-a-Chip）的进展报告。 类器官和器官
该水凝胶表现出了超高的断裂拉伸强度，断裂应力大于6MPa，断裂拉伸率大于700%，力学性能优异。 为解决水凝胶材料力学性能差的问题，中国科学院兰州化学物理研究所周峰课题组利用分子工程设计制备出了一种具有双交联网络的超高强度水凝胶，该水凝胶具有新颖的共价键与配位键双交联的结构形式，其中的化学交联
生物医用材料是21世纪新材料产业发展的主要方向之一，是现代临床医学的重要物质基础。可注射温度感应智能生物材料体系给传统医学带来革新，具备微创植入、智能给药等优势；临床使用便捷、治疗更有效，经济和社会效益显著。在863计划“再生医学前沿技术与应用研究”重点项目的支持下，我国科学家对引导组织再生的新
水凝胶是一类包含大量水分的具有三维网络结构的高分子材料，其在关节润滑、组织工程、药物控释载体等领域有重要应用前景，受到广泛关注。水凝胶还与人体诸多活性组织，如人的关节润滑软骨、肌肉组织等有极为相似的性质，从而使得水凝胶成为人工关节最为理想的替代材料，也是开发类肌肉驱动器的最佳基体材料。但是水凝胶
水凝胶是一类包含大量水分的具有三维网络结构的高分子材料，其在关节润滑、组织工程、药物控释载体等领域有重要应用前景，受到广泛关注。水凝胶还与人体诸多活性组织，如人的关节润滑软骨、肌肉组织等有极为相似的性质，从而使得水凝胶成为人工关节最为理想的替代材料，也是开发类肌肉驱动器的最佳基体材料。但是水凝胶
高分子水凝胶是一种具有三维交联网状结构的高分子材料，在组织工程、伤口敷料、疾病诊断与治疗等生物医学工程领域具有重要的应用价值。但是，传统水凝胶的性能难调控、力学强度弱、生物相容性差、生物不可降解，限制了其临床实际应用。 在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，中科院化学研究所高分
形状记忆高分子材料是指具有保持临时变形形状的能力，当受到外界刺激后，可以恢复到初始形状，从而表现出对初始形状具有记忆功能的一类智能高分子材料。与形状记忆合金和形状记忆陶瓷相比，形状记忆高分子材料具有密度低、可恢复形变量大、易加工成型、形变温度可调等诸多优点，因而这类材料在柔性电子、生物医药、航空
a）在被切成两半后，导电超级凝胶不但能够自我修复，还能承受住被镊子从一侧夹起来时自身的重量。b）凝胶电路能够自行修复因反复折叠产生的裂痕。c）一个自我修复电路点亮了LED灯，在被弯曲、切断和折叠后都能实现自我修复。 经得起弯曲，耐得住折叠，被彻底剪断后也能自行修复，且功能完好如
东京大学的研究小组在最新一期的美国《科学》杂志上报告说，他们开发出了一种即使在水中也不会膨胀和变形的高强度水凝胶，今后有望用于制造人造软骨和人造眼球等。 水凝胶是一种在高分子材料缝隙间存在大量水的果冻状物质，可用于制造软式隐形眼镜、纸尿布等，但由于长时间置于水中后会变形、变脆弱，所以应用受
气凝胶是一种轻质多孔的纳米材料，在航空航天、国防等高技术领域及建筑、工业管道保温等民用领域都有极其广泛的应用前景。根据其孔壁材料的组分属性进行划分，可以把气凝胶分为无机气凝胶（如目前唯一商业化的氧化硅气凝胶）、有机高分子气凝胶（如酚醛树脂气凝胶等）和碳气凝胶这三大类。如何通过结构设计、化学组装和
据物理学家组织网9月6日报道，由美国哈佛大学的力学、材料科学以及组织工程学科学家组成的研究团队开发出了一种新型水凝胶材料。这种材料不但延展性和强度极佳，还具有良好的生物相容性和一定的自我修复功能，有望在人工软骨、人工肌肉以及柔性机器人制造等领域获得应用。相关论文发表在9月6日出版的《自然》杂志上