祝贺汪璟老师题为“Robust, Sprayable, and Multifunctional Hydrogel Coating through a Polycation Reinforced (PCR) Surface Bridging Strategy”的文章在Advanced Materials上发表(https://doi.org/10.1002/adma.202310216)该期刊2022年影响因子为29.4。
生物医学设备在临床诊断、干预和植入方面至关重要。这些设备经常直接接触人体组织,但由于目前材料(如金属、聚合物)的机械和化学特性不匹配,可能会引起不适和异物反应。水凝胶由于其生物相容性和机械柔软性提供了一种解决方案,但在不同基底和复杂设备几何形状上形成强大且均匀的涂层面临挑战。尽管最近在实现强水凝胶粘附方面取得了进展,但这些方法往往需要复杂的过程。开发一种与工业技术兼容的通用且可扩展的水凝胶涂层方法,仍然是关键挑战。
在这项工作中,我们提出了一种聚阳离子增强(PCR)表面桥接策略,以实现对各种基材的强力且可喷涂的水凝胶涂层(方案1)。与传统的表面桥接方法相比,水凝胶前体中的耗散性聚阳离子可以立即形成对等离子处理基材的静电粘附,从而提供独特的特性:i) 静电相互作用与共价锚定的结合显著提高了水凝胶的粘附性能;ii) 聚阳离子的存在使得凝胶前体具有可调的粘度和增强的润湿性,使其适用于工业涂层技术如喷涂、浸渍和铸造。这种基于PCR的水凝胶涂层显示出对各种材料(HDPE、PET、尼龙、TPU、陶瓷、硅橡胶和PTFE)的强力粘附,包括显著的剪切强度(PTFE为161 ± 49 kPa)、界面韧性(PTFE为198 ± 27 J/m²)以及对循环拉伸的显著耐受性(10,000次循环,200%应变,硅胶)。除了强粘附性外,该PCR概念还可应用于多种水凝胶配方,提供多种功能,包括水下粘附、润滑和药物递送。此外,利用工业喷涂工艺,可以在微小的心血管支架上均匀地涂覆水凝胶涂层,为杂化水凝胶复合材料的广泛应用提供了新见解。