聚合物组装体为交联剂制备力响应水凝胶

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21905171
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0506.智能与仿生材料化学
  • 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

Mechano-responsive polymer materials have found significant applications in stress mapping, materials failure analysis, catalysis, and self-healing. While the traditional mechano-responsive hard materials have great limitation in the field of soft robotics and flexible devices, mechano-responsive hydrogels are promising candidates to overcome these problems. However, current strategies for mechano-responsive hydrogel could not simultaneously solve the problems that mechanophores are not soluble in water and hydrogels are generally mechanically weak.This proposal aims to develop a general strategy to construct robust and superstretchable mechano-responsive hydrogels. In this proposal, we plan to combine the “living”/controlled radical polymerization and amphiphilic copolymer self-assembly to prepare mechano-responsive assemblies, and use them as the crosslinker for mechano-responsive hydrogels. The incoorporation of mechano-responsive polymer assemblies not only brings about mechano-responsive properties, but endow the hydrogels with supertough and superstrechable properties, which is promising to realize their application in visualized mapping the stress of hydrogel actuators. This project would provide a new universal strategy for constructing supertough and superstrechable mechano-responsive hydrogels, which would be of great importance to the fields of stress mapping, failure analysis and self-healing.
力响应聚合物材料在应力分布成像、材料失效分析、催化以及自修复等领域有重要的应用。传统力响应硬材料在软体机器人、柔性器件等领域的应用受到很大限制,力响应水凝胶有望克服这些困难。然而,现有的力响应水凝胶构筑策略难以同时解决力敏团在水相难溶和水凝胶模量低的双重问题。本项目拟发展一种通用的制备策略构筑超韧超弹力响应水凝胶。项目拟结合高分子“活性”/可控聚合技术与两亲共聚物自组装技术,制备力响应组装体,并以这些组装体为交联剂制备力响应水凝胶。力响应聚合物组装体的引入不仅带来力响应性质,还赋予水凝胶超韧超弹性质,从而有希望实现其在驱动器受力分布的可视化成像。本项目为超韧超弹力响应水凝胶的构筑提供了新的通用策略,对软物质的应力分布成像、失效分析及自修复等领域有重要意义。

结项摘要

聚合物组装体为交联剂可实现具有超弹性的增韧水凝胶的制备,且胶束的疏水核可同时解决难溶功能组分在水凝胶中的分散问题。本项目原计划利用胶束交联策略设计制备力响应水凝胶。根据该计划,我们发展了聚合诱导自组装策略实现纳米结构可控的聚合物组装体交联剂的高浓度制备,并将其用于制备胶束交联水凝胶,从而成功实现了力学性能优异的胶束交联水凝胶的通用制备。评估了组装体浓度、尺寸、成核链段玻璃化转变温度对胶束交联水凝胶机械性能的影响,建立了胶束交联剂结构与水凝胶机械性能的构效关系,为设计制备力响应胶束交联水凝胶材料提供了指导原则。设计制备了螺吡喃基小分子交联剂,利用聚合诱导自组装实现了力响应组装体的制备,并成功实现了力响应水凝胶的制备。但得到的力响应水凝胶机械性能弱,水凝胶的力响应传感未能良好实现。项目执行期间,共以第一作者/通讯作者在Science China Chemistry、Chemistry of Materials、Macromolecules、Polymer Chemistry上共发表项目资助论文4篇,获授权专利1项,培养硕士研究生6人。

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(1)
Polymerization-induced self-assembly of random bottlebrush copolymers
无规洗瓶刷共聚物的聚合诱导自组装
  • DOI:
    10.1039/d2py00858k
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Gaohuai Mei;Yinan Zheng;Yeran Fu;Meng Huo
  • 通讯作者:
    Meng Huo
Sulfanion-initiated open-vessel anionic ring-opening polymerization of N-sulfonyl aziridines
磺离子引发的 N-磺酰基氮丙啶的开容器阴离子开环聚合
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Science China Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Meng Huo;Yawen;Chunyang Yu;Gangsheng Tong;Chongyin Zhang;Xinyuan Zhu
  • 通讯作者:
    Xinyuan Zhu
Polymerization-Induced Self-Assembly Toward Micelle-Crosslinked Tough and Ultrastretchable Hydrogels
聚合诱导的胶束交联坚韧和超拉伸水凝胶的自组装
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.2c01001
  • 发表时间:
    2022-07-05
  • 期刊:
    CHEMISTRY OF MATERIALS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Fan, Linlin;Zeng, Zhong;Huo, Meng
  • 通讯作者:
    Huo, Meng

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其他文献

基于COSMO-RS的离子液体吸收CO的溶剂筛选及H2/CO分离实验
  • DOI:
    10.11949/0438-1157.20221230
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    霍猛;彭晓婉;赵金;马秋伟;邓春;刘蓓;陈光进
  • 通讯作者:
    陈光进

其他文献

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霍猛的其他基金

聚合物胶束水凝胶的精准制备与力学性能调控
  • 批准号:
    22372149
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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