仿生聚合物复合自润滑与防污水凝胶
软凝聚态物质
2024-04-09 v1
摘要
健康的关节软骨具有优异的润滑性能，其摩擦系数在生理压力下可达到极低值。关节中如此高性能的润滑层归因于软骨基质中多种亲水生物聚合物（如透明质酸、蛋白聚糖和润滑素）与磷脂之间相互作用所产生的表面水化。通过模仿这种分子结构，由亲水聚合物网络组成的水凝胶有望复制这种润滑特性，并可能替代天然软骨。在本研究中，我们合成了一种聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱-co-N-异丙基丙烯酰胺)（PMPC-co-PNIPAM, PMN）无规共聚物，其包含高度水化的润滑性2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱基团和较低水化的N-异丙基丙烯酰胺基团。将PMN共聚物引入各种水凝胶中可显著降低凝胶滑动表面摩擦，使其在与不同对偶表面（包括不锈钢（硬金属表面）、聚乙烯（疏水表面）和聚HEMA（软水凝胶表面））接触时具有低摩擦系数。此外，含有PMN的水凝胶表现出生物相容性和优异的防污性能，使其成为商用支架的理想涂层。凭借这些特性，含有PMN的水凝胶作为一种极具前景的新型材料脱颖而出，具有众多潜在应用。
引用
@article{arxiv.2404.05234,
title = {Bioinspired polymer-incorporating self-lubricating and antifouling hydrogels},
author = {Weifeng Lin and Monika Kluzek and Nir kampf and Yifeng Cao and Jacob Klein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05234},
year = {2024}
}