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聚合物水潤(rùn)滑涂層材料在生物醫(yī)療器械與裝備運(yùn)行部件等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的應(yīng)用前景。其中，聚兩性離子水凝膠潤(rùn)滑材料因其優(yōu)異的水合、抗污、抗菌等功能，備受關(guān)注。然而，聚兩性離子水凝膠潤(rùn)滑材料的可控制備卻是難點(diǎn)。由于聚兩性離子水凝膠具有出色的水合能力，在制備過(guò)程中會(huì)形成穩(wěn)定且牢固的水合層，從而對(duì)兩性離子單體的聚合產(chǎn)生不利影響。目前，合成聚兩性離子水凝膠的研究往往涉及相對(duì)苛刻的反應(yīng)條件，光/熱能量的持續(xù)輸入、較長(zhǎng)的聚合時(shí)間以及相對(duì)較高的單體使用濃度，這些限制了聚兩性離子水凝膠潤(rùn)滑材料的規(guī)?；こ虘?yīng)用。近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員周峰團(tuán)隊(duì)提出了基于一種基于“水合屏蔽”效應(yīng)的聚兩性離子水凝膠制備新方法——HS-A-RP，創(chuàng)新地將聚乙烯醇（PVA）作為水合屏蔽劑引入Ag+-S2O82-氧化還原催化體系中，實(shí)現(xiàn)了通用性兩性離子單體在寬單體濃度范圍（0.3-50wt%）、寬溫域（-5℃-37℃）內(nèi)的超快速聚合（t＜60秒），且反應(yīng)過(guò)程無(wú)需外部能量（紫外光/熱）的輸入。由于PVA自身具有優(yōu)異的水合能力且分子鏈上富含羥基，PVA可先通過(guò)靜電作用或物理方式包覆高度水合的兩性離子單體，再借助范德華力及靜電相互作用，形成對(duì)兩性離子水合層中水分子的競(jìng)爭(zhēng)性吸引，從而有效削弱水合層對(duì)兩性離子聚合過(guò)程的不利影響。此外，PVA分子鏈對(duì)兩性離子單體的包覆，還能夠進(jìn)一步促進(jìn)單體之間通過(guò)偶極-偶極相互作用形成去水化聚集體，通過(guò)增加單體間的碰撞概率，顯著提升兩性離子的聚合效率。與傳統(tǒng)光/熱引發(fā)體系相比，HS-A-RP制備的聚兩性離子水凝膠不僅具有更致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和更好的機(jī)械性能，還展現(xiàn)出優(yōu)異的抗溶脹、潤(rùn)滑、抗菌和防污性能。通過(guò)該種方法制備的聚兩性離子水凝膠既能夠作為功能涂層有效改善生物醫(yī)用器械的表面潤(rùn)滑性，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)熱敏材料和砂礫的原位封裝。此外，快速凝膠化和寬溫域內(nèi)可反應(yīng)的特性，使HS-A-RP能夠在不同基底表面和極端穩(wěn)定環(huán)境條件下，規(guī)?；苽渚蹆尚噪x子水凝膠涂層。相關(guān)研究成果以Scalable Preparation of Polyzwitterionic Hydrogels Based on Hydration Shielding-Accelerated Redox Self-Catalytic Polymerization (HS-A-RP)為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的支持。論文鏈接HS-A-RP催化聚合機(jī)理及其聚合兩性離子單體的示意圖HS-A-RP方法在水潤(rùn)滑涂層可控制造方面的應(yīng)用演示