新型材料

仿北極熊毛發(fā)的隔熱氣凝膠

中國科學技術大學俞書宏教授領導的研究團隊受北極熊毛發(fā)中空結構的啟發(fā)，發(fā)展了一種人工合成類北極熊毛的中空碳管氣凝膠(CTA)的方法，該碳管氣凝膠表現(xiàn)出超彈性和低的熱導率。研究成果發(fā)表于Chem。與人類或其他哺乳動物的毛發(fā)不同，北極熊的毛發(fā)是中空的。在顯微鏡下放大后，每一根毛發(fā)都存在空腔結構，這種中空的管狀結構不僅降低了北極熊毛的密度，而且有利于減小熱導率，阻隔熱量從北極熊的皮膚表面擴散到周圍的低溫環(huán)境中。這種受北極熊毛發(fā)中空結構啟發(fā)設計合成的新型碳管氣凝膠有望滿足極端條件下對高性能材料的需求，如航天航空領域中應用的輕質隔熱保溫材料、彈性體材料等。

CTA的制備（圖片來源于中國科學技術大學新聞網）

CTA的性能表征（圖片來源于中國科學技術大學新聞網）

一款液晶與高分子復合材料

北京大學工學院于海峰課題組報道了一種新穎的制備多響應性超分子有機凝膠的方法。研究論文發(fā)表于Chemistry of Materials。油酸是一種廣泛存在于動植物體內的脂肪酸，安全無毒，且具有良好的生物相容性。通過偶氮吡啶側鏈聚合物油酸自組裝成功得到了液晶凝膠因子。其中偶氮吡啶衍生物具有良好的自組裝性能和光響應性。油酸起到了雙重作用，不僅僅是構成凝膠因子的重要組成部分，也是填充在三維網絡中的溶劑。制備得到的該種凝膠，能夠在光、熱以及有機銀離子的刺激下發(fā)生明顯的相態(tài)轉變。全息光柵成功地刻錄在該種超分子凝膠中，該光柵同樣可以對3種刺激發(fā)生響應。

脂質體包埋的AIE光敏劑可用于日光下的光動力治療

中國科學院國家納米科學中心納米生物效應與安全性院重點實驗室王浩研究員課題組與楊洋研究員所在課題組合作，創(chuàng)建了一個新的可在日光下正常進行光動力治療體系。研究論文發(fā)表于Nano Letters。將具有聚集誘導發(fā)光性質（AIE）的光敏劑分子，包埋在脂質體雙層的疏水腔內，使該分子處于游離的分散狀態(tài)，由脂質體負載的光敏劑在到達腫瘤部位之前，在日光照射下，不會產生AIE特性和光毒性。一定時間后，負載光敏劑的脂質體在腫瘤部位富集并被生物酶降解，AIE分子被釋放出來并在腫瘤部位聚集，此時在特定波長激光照射下，AIE分子重新發(fā)光并產生活性氧，引起的細胞毒素殺死腫瘤細胞，實現(xiàn)在可見光條件下進行光動力治療。

石墨烯超級防腐涂層

中國科學院寧波材料技術與工程研究所先進涂料與粘合劑余海斌團隊針對石墨烯/聚合物復合防腐涂層在破損后加速金屬基體腐蝕這一隱患，采用氮化硼納米點（BNNDs）作為商業(yè)化石墨烯的分散劑，利用其原子結構和表面化學性能實現(xiàn)其在聚合物中的均勻分散。研究論文發(fā)表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。電化學測試表明，BNNDs改性的石墨烯材料具有優(yōu)良的防護性能，復合涂層的腐蝕速率相對空白涂層下降了280倍，涂層電阻增加了2個數(shù)量級。鑒于BNNDs不會影響石墨烯的本征特性，因此，BNNDs分散石墨烯有望快速推進商業(yè)化石墨烯在防腐領域的應用。

促骨再生的自適應、梯度可調柔性無機納米纖維3D超彈支架

東華大學紡織科技創(chuàng)新中心俞建勇院士及丁彬研究員帶領的納米纖維研究團隊在無機納米纖維彈性組織工程支架研究領域取得重要進展。研究論文發(fā)表于Advanced Functional Materials。研究團隊設計制備了一種以柔性無機納米纖維為主體，且在體液中可恢復形狀的三維纖維彈性支架。研究團隊通過溶膠—凝膠靜電紡絲法制備出了像絲綢一樣柔韌的SiO2納米纖維膜，纖維膜可以像折紙一樣折疊展開而不破損，納米纖維可以彎曲180°而不斷裂。團隊進一步將柔性SiO2納米纖維復合殼聚糖溶液經過均質分散—冷凍干燥制備出具有超彈性的SiO2納米纖維—殼聚糖（SiO2NF-CS）三維支架。

1.柔性SiO2納米纖維及SiO2 NF-CS三維纖維支架（圖片來源于東華大學新聞中心）

2.彈性SiO2 NF-CS纖維支架促進骨再生（圖片來源于東華大學新聞中心）

一種超強組織粘附的水凝膠材料用于動脈和心臟破損的止血修復

華東理工大學朱麟勇教授等與浙江大學醫(yī)學院歐陽宏偉教授課題組合作，研發(fā)了一種能夠在數(shù)秒內完全止住大動脈損傷和心臟穿透傷大出血的仿生水凝膠材料。研究論文發(fā)表于Nature Communications。生物材料學界已經形成共識，具有最類似生物軟組織的仿生水凝膠材料是軟組織修復的利器?；诠馀悸?lián)反應，原位凝膠技術具有生物安全、簡單易用及特有的組織粘附與整合的優(yōu)勢。這種名為“Hydrogel”的水凝膠材料被稱為快速止血的“黑科技”。研究團隊在完成對儲備技術的原料、制備、產品及應用的知識產權全面布局的基礎上，與相關醫(yī)學單位和企業(yè)合作，實施基于該原創(chuàng)技術的“醫(yī)用光敏生物膠”產品的臨床轉化。

柔性沸石棉纖維材料

浙江大學化學系范杰教授課題組與浙江工業(yè)大學化工學院朱藝涵教授等合作，采用原位微載技術將介孔單晶菱沸石結合到棉纖維表面，制備了一種柔性沸石棉纖維復合物，該止血材料具備高效的止血性能和可靠的安全性。研究論文發(fā)表于Nature Communications。大量研究和應用表明，在重度出血情況下，沸石類的無機止血材料是最有效的。原位微載技術將介孔菱沸石生長到棉纖維表面，并使得棉纖維與沸石通過化學鍵緊密結合。該材料保留了沸石的物理化學性質和穩(wěn)定性，同時通過中斷骨架來產生介孔，從而增強物質的吸附，更有利于止血。該止血材料的外觀與手感和普通的纖維幾乎沒有區(qū)別，質地柔軟，沸石與棉纖維結合非常牢固。

仿生手性水凝膠研究進展

上海交通大學材料科學與工程學院馮傳良教授課題組與河南大學科研人員合作，在仿生手性水凝膠領域取得重要進展，研究成果發(fā)表于ACS Nano。手性是圓偏振光的基本屬性。研究團隊基于手性凝膠因子與非手性的熒光香豆素衍生物共組裝制備了CPL超分子水凝膠材料，通過非共價鍵驅動的可控自組裝超分子水凝膠實現(xiàn)了對圓偏振發(fā)光（CPL）手性的調控。該研究通過簡單合理地設計雙組分水凝膠體系或是引入外界非手性因素可得到CPL手性可控的功能材料，為超分子凝膠在圓偏振發(fā)光領域拓寬了方向，并拓展了其在光電裝置以及智能手性光學材料方面的應用。