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輕工院研究團隊在《Nature Communications》上發(fā)表研究成果
來源：輕工院通訊員：姜波攝影： 編輯：尹申申審核：襲開國、王志國,、徐勇瀏覽：時間：2025-01-06
【南林新聞中心訊】近日,，我校金永燦教授團隊與武漢大學陳朝吉教授團隊在一區(qū)TOP期刊《Nature Communications》合作發(fā)表題為“Compressible, anti-fatigue, extreme environment adaptable, and biocompatible supramolecular organohydrogel enabled by lignosulfonate triggered noncovalent network”的研究論文（文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-55530-1）。我校輕工與食品學院博士生谷一輝為論文第一作者,，武漢大學徐超博士為共同第一作者。我校金永燦教授,、姜波副教授與武漢大學陳朝吉教授為本文通訊作者,，我校為第一完成單位。
天然承重材料,，例如肌肉與軟骨,，擁有卓越的力學特性，包括高強度,、高韌性以及快速恢復能力等,。然而，在合成材料的研發(fā)進程中,，達成優(yōu)異生物相容性,、極端環(huán)境適應性與出色力學性能的協(xié)同統(tǒng)一,，依舊是一項極具挑戰(zhàn)性的任務。本研究運用了一種“自下而上”的溶液-界面誘導自組裝策略,，通過構建非共價鍵合的交聯(lián)網(wǎng)絡,，成功研制出由殼聚糖-木質素磺酸鹽-明膠構成的超分子有機水凝膠。
該有機水凝膠具有優(yōu)異的可壓縮性,、抗疲勞性,、極端環(huán)境適應性、生物相容性以及可回收性等特點,。木質素磺酸鹽所含的磺酸基與羥基,，借助界面非共價鍵相互作用，在殼聚糖與明膠的雙網(wǎng)絡結構中發(fā)揮分子橋梁作用,，有效連接多個網(wǎng)絡,。當凝膠遭受拉伸或壓縮時，這些網(wǎng)絡能夠高效地耗散機械能,。此外,，乙二醇與水組成的溶劑誘導木質素磺酸鹽形成均勻分散的納米顆粒，進一步擴充了交聯(lián)位點的數(shù)量,。最終,，該有機水凝膠展現(xiàn)出優(yōu)異的抗壓強度（54 MPa）與韌性（3.54 MJ/m3），相較于純殼聚糖/明膠水凝膠,，分別提升了100倍和70倍,。與此同時，該有機水凝膠還具備卓越的自恢復能力與抗疲勞特性,，即使在50%應變條件下歷經(jīng)50萬次壓縮循環(huán),，該有機水凝膠依然保持完整。這種有機水凝膠在體內與體外實驗中均呈現(xiàn)出顯著的生物相容性,，并表現(xiàn)出良好的低溫環(huán)境適應性和可回收性,。該有機水凝膠的主要組分均來源于生物可降解材料，為綠色,、高性能承重材料的開發(fā)開辟了一條新的途徑,。該研究工作獲得了國家自然科學基金、江蘇省重點研發(fā)計劃,、江蘇省自然科學基金等項目的資助,。
