近日，河北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院高分子化學(xué)與物理團(tuán)隊(duì)在刺激響應(yīng)水凝膠領(lǐng)域再次取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果“Photoresponsive Hexaarylbiimidazole-Crosslinked Hydrogels: From Synthesis to Diverse Applications” 以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表在化學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》（2025, e20013）上，化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院張海磊副教授為論文第一作者兼共同通訊作者，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院楊艷民教授和根特大學(xué)R. Hoogenboom院士為共同通訊作者。

水凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域呈現(xiàn)良好應(yīng)用前景，是構(gòu)建按需響應(yīng)型柔性器件的理想基材。我校張海磊等學(xué)者提出以六芳基雙咪唑（Hexaarylbiimidazole, HABI）作為可逆光響應(yīng)交聯(lián)單元，構(gòu)建光響應(yīng)型水凝膠體系。團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)兩步法合成HABI型雙烯類(lèi)交聯(lián)劑（HABIdiMAm），并與N-羥甲基丙烯酰胺（NMA）進(jìn)行自由基共聚得到單網(wǎng)絡(luò)水凝膠G1，實(shí)現(xiàn)了在405 nm光照下的快速可逆溶膠-凝膠動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，賦予水凝膠光敏書(shū)寫(xiě)和自擦除性能，可實(shí)現(xiàn)非接觸性動(dòng)態(tài)信息顯示。在引入第二重交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)后，構(gòu)建的雙交聯(lián)水凝膠G2，可通過(guò)光誘導(dǎo)局部交聯(lián)度變化觸發(fā)各向異性溶脹，從而實(shí)現(xiàn)秒級(jí)（≈8 s）可逆彎曲等軟體驅(qū)動(dòng)行為。進(jìn)一步將前述研究中合成的X射線(xiàn)激發(fā)長(zhǎng)余輝納米顆粒（Nature Communications, 2024, 15: 2055; Nature Communications, 2024, 15: 3247; Journal of the American Chemical Society, 2025, 147, 20273-20283）嵌入G2，得到兼具X射線(xiàn)輻射發(fā)光與光控自貼合特性的復(fù)合水凝膠G3，可在非平面目標(biāo)表面經(jīng)405 nm激光照射實(shí)現(xiàn)水下快速自貼合，并在X射線(xiàn)照射下獲得分辨率高的X射線(xiàn)成像數(shù)據(jù)，顯著優(yōu)于同類(lèi)型商品化檢測(cè)設(shè)備，在水下金屬探傷等領(lǐng)域擁有良好的應(yīng)用前景。

以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，國(guó)家留學(xué)基金委公派高級(jí)研究學(xué)者、訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者、博士后項(xiàng)目，中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金項(xiàng)目，河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目基礎(chǔ)研究重點(diǎn)培育專(zhuān)項(xiàng)和河北大學(xué)生命科學(xué)與綠色發(fā)展研究院的經(jīng)費(fèi)支持。

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https://doi.org/10.1002/ange.202520013

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46287-8

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47559-z

https://doi.org/10.1021/jacs.4c14477

（河北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院、科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院 供稿）