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Facile Fabrication of Multiresponsive Self‐Healing Hydrogels with Logic‐Gate Responses
Macromolecular Chemistry and Physics ( IF 2.5 ) Pub Date : 2020-12-16 , DOI: 10.1002/macp.202000339 Xiaoyue Pei 1 , Liping Fang 1 , Weiping Chen 1 , Xin Wen 1 , Libin Bai 1 , Xinwu Ba 1
Macromolecular Chemistry and Physics ( IF 2.5 ) Pub Date : 2020-12-16 , DOI: 10.1002/macp.202000339 Xiaoyue Pei 1 , Liping Fang 1 , Weiping Chen 1 , Xin Wen 1 , Libin Bai 1 , Xinwu Ba 1
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Smart hydrogels have received great attention for application in various fields. In this work, the monomers dopamine methacrylamide (DMA) and methacrylamidophenylboronic acid (MAPBA), and the crosslinker bis(methacrylamide) cysteine (BMAC) are first synthesized. The multiresponsive self‐healing hydrogels are subsequently prepared by photoinitiation polymerization of the DMA, the MAPBA, the BMAC, and the monomer dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) using one‐pot method. The dynamic covalent bonds are formed by the reaction of the catechol groups in DMA and phenylboronic acid groups in MAPBA, which contribute as the second crosslinking of the hydrogels besides the BMAC. The hydrogels show pH, temperature, glucose, and redox tetra‐responsiveness derived from the reversible dynamic covalent bonds (borate ester and disulfide bonds) and responsive polymer chain PDMAEMA. The hydrogels display gel–sol transition in the presence of HCl and dithiothreitol (DTT) together, which exhibits AND logic gate response. In addition, the hydrogels show excellent self‐healing ability due to the well‐known dynamic covalent bond of borate esters. This multifunctional and smart hydrogels have potential applications in the fields of sensors, actuators, controlled drug delivery etc.
中文翻译：
具有逻辑门响应的多响应自修复水凝胶的简便制备
智能水凝胶在各个领域的应用受到了极大的关注。在这项工作中，首先合成了单体多巴胺甲基丙烯酰胺（DMA）和甲基丙烯酰胺基苯基硼酸（MAPBA），以及交联剂双（甲基丙烯酰胺）半胱氨酸（BMAC）。随后通过单锅法通过DMA，MAPBA，BMAC和单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯（DMAEMA）的光引发聚合反应制备多响应自修复水凝胶。动态共价键是由DMA中的邻苯二酚基与MAPBA中的苯硼酸基反应形成的，它们除了BMAC以外还作为水凝胶的第二次交联。水凝胶显示pH，温度，葡萄糖，氧化还原四反应性源自可逆的动态共价键（硼酸酯和二硫键）和反应性聚合物链PDMAEMA。在HCl和二硫苏糖醇（DTT）一起存在时，水凝胶显示出凝胶-溶胶转变，并表现出AND逻辑门响应。此外，由于众所周知的硼酸酯的动态共价键，水凝胶具有出色的自我修复能力。这种多功能和智能水凝胶在传感器，执行器，受控药物输送等领域具有潜在的应用。
更新日期：2021-01-21
中文翻译：
具有逻辑门响应的多响应自修复水凝胶的简便制备
智能水凝胶在各个领域的应用受到了极大的关注。在这项工作中，首先合成了单体多巴胺甲基丙烯酰胺（DMA）和甲基丙烯酰胺基苯基硼酸（MAPBA），以及交联剂双（甲基丙烯酰胺）半胱氨酸（BMAC）。随后通过单锅法通过DMA，MAPBA，BMAC和单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯（DMAEMA）的光引发聚合反应制备多响应自修复水凝胶。动态共价键是由DMA中的邻苯二酚基与MAPBA中的苯硼酸基反应形成的，它们除了BMAC以外还作为水凝胶的第二次交联。水凝胶显示pH，温度，葡萄糖，氧化还原四反应性源自可逆的动态共价键（硼酸酯和二硫键）和反应性聚合物链PDMAEMA。在HCl和二硫苏糖醇（DTT）一起存在时，水凝胶显示出凝胶-溶胶转变，并表现出AND逻辑门响应。此外，由于众所周知的硼酸酯的动态共价键，水凝胶具有出色的自我修复能力。这种多功能和智能水凝胶在传感器，执行器，受控药物输送等领域具有潜在的应用。
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