LCST可调节型温敏性高分子-仿生润滑性能的研究

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基本信息

  • 批准号：
    21902098
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    刘小燕
  • 依托单位：
    陕西师范大学
  • 学科分类：
    B0204.胶体与界面化学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

“Smart” polymers that respond to external environments, such as, temperature, pH, salinity, has been widely studied as a consequences of their applications in biomedical field. PEGMA based polymers show great biocompatible, thermo-responsive as well as tunable LCST, which are used as non-toxic alternatives to PNIPAM polymers for biomedical applications. In this present project, diblock copolymer, P(MEO2MA-stat-OEGMA475)-b-PAEM/cat, and triblock copolymer, cat/PAEM-b-P(MEO2MA-stat-OEGMA475)-b-PAEM/cat, will be synthesized by using ATRP. The LCST of the block polymers are designed to match aimed LCST (close to body temperature) by using proper ratio of MEO2MA and OEGMA475. Catechol groups in the polymers are used as anchor for adsorbing the polymers onto silica surface in aqueous solution, the structures of adsorbed polymer layers on silica surface will be investigated by QCM-D, XPS and AFM, the thermo-responsibility of the polymer layers will be studied as well. Moreover, The surface forces and friction forces between the polymer layers will be systematically investigated by AFM colloidal probe technique. Herein, we expect that the strong adhesive catechol and high hydrated PEGMA can achieve thermo-responsive polymer layers with excellent lubrication properties. It is believed that this project will provide a novel method for building non-toxic, thermo-responsive as well as excellent lubrication polymer layers on silica surface, providing promising tools in biomedical field.
发展无毒、生物相容性优异的温度响应型高分子功能表面在纳米科技和生物材料领域具有重要的意义。本课题将合成带有邻苯二酚功能基团的两嵌段P(MEO2MA-stat-OEGMA475)-b-PAEM/cat和三嵌段cat/PAEM-b-P(MEO2MA-stat-OEGMA475)-b-PAEM/cat聚合物。通过对高分子结构中MEO2MA和OEGMA475比例的设计使嵌段聚合物具有目标的LSCT (接近人体温度)，并以邻苯二酚作为吸附功能单元吸附高分子在SiO2表面，系统研究这些高分子在SiO2表面的吸附性能，获得高分子在表面吸附的基本参数和结构信息。进一步研究润滑性能与吸附层结构之间的对应关系。预期通过利用邻苯二酚与表面强的粘附作用力和PEGMA的强水合作用的特性获得具有优异润滑性能的功能表面，通过此研究阐明高分子分子结构、吸附层结构与润滑性能之间的结构与功能关系。

结项摘要

智能高分子体系中具有温度响应性的水溶性的高分子材料在用作智能生物活性表面、药物载体、以及做为组织工程支架转运小分子方面提供了有力工具。近年来仿生学研究发现贻贝能分泌出一种具有超强粘附性能的足丝蛋白质，其含有的邻苯二酚官能团是使其在潮湿环境下也可以牢固的吸附在各类固体表面的关键功能基团。设计和制备带有邻苯二酚官能团的功能型高分子，并系统研究高分子的分子结构与吸附层结构以及与表面的润滑及磨损性能之间的关系，对于智能高分子材料在生物医药材料方面的广泛应用有着重要的意义。 . 本项目通过表面引发原子转移自由基聚合方法 (SI-ATRP) 制备了寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯 (OEGMA) 组成的温度响应型高分子聚合物材料。通过动态光散射等技术研究了高分子材料的温度响应性，研究表明成功制备了LCST可以调节的OEGMA基的高分子材料，拓宽了OEGMA类高分子的响应温度区间。并制备了不同结构带有邻苯二酚官能团 (Catechol) 的水溶性高分子，系统研究了高分子吸附层的吸附行为和润滑及磨损性能。通过利用石英晶体微天平研究了高分子在二氧化硅表面的吸附质量以及解析其在表面的高分子吸附层结构，并利用原子力显微镜研究了高分子层的力学磨损性能，研究表明带有Catechol功能基团的嵌段高分子聚合物在二氧化硅表面的吸附层具有很高的稳定性，与二氧化硅表面结合的非常牢固，并具有优异的抗磨损性能。本项目设计制备功能型高分子构建了具有润滑抗磨损的新型功能型高分子表面，具有重要的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Surface forces between bottlebrush polymer layers
洗瓶刷聚合物层之间的表面力
  • DOI：
    10.1016/j.cocis.2019.11.011
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Current Opinion in Colloid & Interface Science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiaoyan Liu
  • 通讯作者：
    Xiaoyan Liu
Bioinspired Bottlebrush Polymers for Aqueous Boundary Lubrication.
用于水性边界润滑的仿生洗瓶刷聚合物
  • DOI：
    10.3390/polym14132724
  • 发表时间：
    2022-07-03
  • 期刊：
    POLYMERS
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Liu, Xiaoyan;Claesson, Per M.
  • 通讯作者：
    Claesson, Per M.
Local Wear of Catechol-Containing Diblock Copolymer Layers: Wear Volume, Stick-Slip, and Nanomechanical Changes
含儿茶酚二嵌段共聚物层的局部磨损：磨损体积、粘滑运动和纳米力学变化
  • DOI：
    10.1021/acs.jpcc.1c06859
  • 发表时间：
    2021-09-21
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Dobryden, Illia;Steponaviciute, Medeina;Claesson, Per Martin
  • 通讯作者：
    Claesson, Per Martin
Fabrication and Phase Behavior of Thermo- and/or pH-Responsive Polymer-Grafted SiO2 Nanoparticles
热响应和/或 pH 响应聚合物接枝 SiO2 纳米颗粒的制备和相行为
  • DOI：
    10.3390/app12083799
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Applied Sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiaoyan Liu;Xu Wang;Junhao Huang;Xuan Liu;Yu Zhang;Junxia Peng
  • 通讯作者：
    Junxia Peng

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其他文献

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  • 发表时间：
    2017
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  • 作者：
    王丹;胡仁志;谢品华;刘小燕;李治艳;刘厚通;黄仙山;王东;赵光兴
  • 通讯作者：
    赵光兴
鳜肝肝脏和心脏生物钟基因表达节律分析
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2016
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张建社
科尔沁沙地自然植被与生境因子的MRT分类及DCCA分析
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    10.13292/j.1000-4890.201702.027
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    生态学杂志
  • 影响因子：
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  • 作者：
    曹文梅;刘小燕;王冠丽;罗艳云;何韬;刘廷玺
  • 通讯作者：
    刘廷玺
岩体节理粗糙度系数与统计参数的相关关系研究
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    2011
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  • 作者：
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    刘小燕
中子仪测量草甸地土壤水分含量的标定研究 ——科尔沁沙地坨甸相间地区
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  • 发表时间：
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  • 作者：
    韩慧明;于炜;黄达;刘小燕
  • 通讯作者：
    刘小燕

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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