光响应水凝胶

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  • 飞秒激光直写双刺激协同响应的水凝胶微致动器研究获进展
    在自然界中生物能够对外界刺激做出反应并产生特定的形状变化，这种响应行为对生物体的生存和繁衍至关重要。在众多材料中，水凝胶因其模量适中，刺激响应条件多样以及生物相容性好等因素而引起了广泛关注。随着仿生学以及材料科学的发展，能够感知和响应外部刺激的智能水凝胶致动器在软体机器人、传感和远程操控等领域显示出良好的应用前景。目前，微加工技术已经将响应型水凝胶致动器的尺寸缩小到微米级。然而，如何在微尺度下构建能够对复杂的微环境进行多重响应的水凝胶微致动器仍然是一个挑战。 　　近日，中国科学院理化技术研究所研究员郑美玲团队在双刺激协同响应的水凝胶微致动器的研究工作中取得进展。团队通过非对称飞秒激光直写加工制备了一种双刺激协同响应的水凝胶微致动器。该水凝胶微结构对pH/温度的双重协同响应是通过添加功能单体2-(二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯实现的。通过水凝胶微结构的拉曼光谱分析，解释了不同pH和温度下协同响应的产生机制，并且展示了由pH或温度控制的聚苯乙烯微球的捕获。该研究为设计和制造可控的微尺度致动器提供了一种策略，并在微机器人和微流体中具有应用前景。研究成果发表于Small 。 　　飞秒激光直写加工技术由于具有超高的空间分辨率、三维加工能力和无需实体掩膜等特点，被广泛用于制备各种三维微结构。研究人员利用含有功能单体的光刻胶，通过调整激光功率、扫描速度和扫描策略实现了具有不对称交联密度的双重响应水凝胶微结构的制备(图1)。 　　进一步地，研究人员制备了含有三个不对称微臂的微致动器来提高对不同环境的刺激响应能力。该微致动器由三个交联密度交替分布的微臂组成。为了更加方便地展示水凝胶微致动器在不同温度及pH条件下的可控性，研究还使用了直径10微米的聚苯乙烯微球作为目标颗粒在不同条件下进行捕获(图2)。 　　此外，研究人员还描述了一种具有双刺激协同响应特性的微致动器(图3)，其具有的更为丰富的形状变化是由温度升高时的氢键断裂与酸性条件下叔胺基的质子化同时作用产生的。该研究提出的双重刺激协同响应特性相较于单一响应刺激赋予了微制动器更大的可操控性，这一特性使其在微操纵和微型软体机器人方面具有潜在应用。图1 双刺激协同响应型水凝胶微致动器的制备与响应机制图2 双重刺激响应型水凝胶微致动器的捕获行为图3 水凝胶微致动器的双重刺激协同响应特性
    时间： 2023-06-09
    作者： 情绪波动
  • 宁波材料所在可光书写荧光高分子水凝胶显示系统研究中取得进展
    在物联网时代，智能可重写显示体系的发展有助于缓解日益增长的一次性电子垃圾所引起的环境污染和资源消耗问题，有望成为信息显示和传递的重要媒介。近年来科研人员开发了多种刺激响应颜色变化材料体系用于可逆信息书写。然而，基于化学物质刺激响应体系（例如水、离子、酸碱、尿素溶液等）通常会产生化学油墨残留/堆积，严重削弱其可重写性和响应灵敏性。依赖于无刺激残留的高能量紫外光和短波长可见光响应体系主要依靠调控特定分子化学结构转变实现信息载入，往往受限于复杂的化学结构设计和较慢的光响应动力学。因此，如何通过新型材料结构与显示机制的设计，开发一种集远程控制、快速响应、多色和多模式显示功能于一体的智能可重写显示系统仍然是巨大的挑战。　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员陈涛、路伟长期从事荧光高分子水凝胶的仿生构筑及其功能与智能调控研究。近期，受到变色龙皮下组织中不同色素细胞有序排列多层结构及其高效协同能力的启发，报道了一种近红外激光触发的可重写多色水凝胶体系，其兼具光书写和光投影的特点，不仅可以实现任意信息的瞬态光写入/自擦除/光重写，还可以实现既定多色图案的可持续光投影显示。该系统具有垂直排列多层结构，包括作为光热控制层的聚二甲基硅氧烷（PDMS）封装二维碳纳米管（CNTs）薄膜和作为显示层的嵌入式荧光高分子水凝胶层。在水凝胶层中温敏性内芯荧光水凝胶被限制在非响应性外壳荧光水凝胶中，用于更好地实现稳定、可逆和多色的信息载入。这种仿生多层的结构设计有效通过“光触发-热量产生-荧光输出”的级联过程，建立了一种具有前景的信息显示机制。近红外激光可以作为“笔”进行远程书写，这一过程中，CNTs层首先发生光热转换，并将热量传递给凝胶层诱导温敏性内芯水凝胶形成氢键动态交联网络，并产生亲疏水相转变，进一步降低其中镧系配合物的水溶剂化程度，使得内芯水凝胶荧光增加，从而改变内芯与外壳层的叠加色，产生明显的颜色变化，实现信息的及时书写（约为5s）。移除光源，温敏性内芯水凝胶解除分子链内部氢键交联，回到亲水状态使得荧光得以恢复，所书写信息在36s后完全自擦除并可重新写入新的信息。此外，多级层状结构的设计使得光热控制层CNTs薄膜和荧光水凝胶显示层易于图案化，在近红外激光面光源的投射下可以显示预先设计的多色图案。这种功能集成的显示能力不仅有助于满足各种信息的不同显示或传输的需求，而且利于实现更好的视觉信息可视化和交互体验感，并为未来新型光书写体系的发展奠定了基础。 　　相关成果以Light-Writing & Projecting Multicolor Fluorescent Hydrogels for On-Demand Information Display为题发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到国家重点研发计划、浙江省自然科学基金等项目的支持。具有仿生多层结构的可光书写荧光高分子水凝胶显示系统
    时间： 2023-04-29
    作者： 情绪波动
  • 湖南大学王兆龙课题组《Int. J. Extrem. Manuf.》：基于Pμ SL 3D打印的水凝胶用于柔性热响应智能窗
    通风、空调、照明、供暖等能耗占建筑总能耗的40%以上，同时温室气体排放和全球人口持续增加，极大加剧了全球气候变暖。因此，基于外界环境条件调节太阳辐射的智能窗受到了极大的关注。该智能窗可通过感知外部刺激(如光、热、电等)而产生相应的光学性质变化，从而选择性地吸收或反射太阳辐射，达到改善室内光强、温度的目的。根据制备材料常分为热致变色智能窗、光致变色智能窗、机械致变色智能窗以及电致变色智能窗。其中，热致变色智能窗因其对天气和温度的适应性响应而得到广泛的研究。 近年来，热响应水凝胶在超过低临界溶解温度(LCST)时，可快速完成从透明状态到不透明状态的可逆转变，可作为一种新型热致变色智能窗的材料。热响应水凝胶智能窗可以在无需额外能量输入的情况下，最大限度地利用太阳光的热量，对能耗的降低具有重要作用。聚(N-异丙基丙烯酰胺）(PNIPAM) 是最常用的热响应材料，其LCST大约是32℃。PNIPAM水凝胶在可逆相变过程中表现出高太阳光调制能力，而且在室温下具有高透光率，可以保证良好的室内能见度。然而，纯PNIPAM水凝胶柔韧性较差，难以通过传统的制备技术制造复杂的结构。因此，需要开发一种具有良好的机械性能、高太阳光调制能力以及高透光率的新型水凝胶用于智能窗的制备。3D打印技术作为一种新型的材料加工技术，因其设计灵活、成本低、加工效率高等优点，已经应用于复杂结构水凝胶的加工制备。然而，受限于刺激响应型单体，通过3D打印技术制备高分辨率结构的水凝胶智能窗仍极具挑战性。近日，湖南大学王兆龙课题组开发了一种新型的热响应3D打印水凝胶用于智能窗的设计，基于面投影微立体光刻(PμSL) 3D打印技术，水凝胶结构的分辨率高达40μm。研究者基于N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与亲水性的4-丙烯酰吗啉(ACMO)乙烯基单体的共聚反应制备了热响应水凝胶。该水凝胶响应机理是通过可逆亲水/疏水相变反应调节NIPAM-ACMO共聚物对光的散射行为：当温度低于LCST时，NIPAM-ACMO共聚物同水之间形成分子间氢键，入射光可以透过；一旦温度超过LCST，疏水缔合物主导太阳光的传输，导致入射光发生散射，水凝胶由透明状态转变为不透明状态，阻挡太阳光的照射(图1)。采用PμSL (nanoArch S140, 摩方精密)在玻璃衬底上打印水凝胶图案，最高分辨率可达40μm。水凝胶图案在20℃是透明的；然而，当温度升高至40℃时，图案化的水凝胶选择性地由透明状态转变为不透明状态(图2)。而且，3D打印水凝胶从透明状态到不透明状态的转变是可逆的。 图1.a：热响应水凝胶设计的光学透明-不透明可切换窗口刺激响应变化的示意图 图2.基于PμSL3D打印技术制备的水凝胶图案。a：光固化树脂的组成成分；b：打印水凝胶的拉曼光谱；c：PμSL 3D打印技术原理示意图；d：3D打印高分辨率水凝胶图案，标尺是100μm；e：图案化水凝胶选择性透明-不透明转变的图片，标尺是5mm图3. 柔性热响应水凝胶器件的性能。a：透明水凝胶承受变形的照片(20℃)，比例尺是10mm；b：不透明水凝胶承受变形的照片(40℃)，比例尺是10mm；c：不同ACMO质量含量的水凝胶应力-应变曲线；d：不同PEDGA质量含量的水凝胶应力-应变曲线；e：不同温度下的水凝胶应力-应变曲线；f：PDMS衬底上水凝胶的透射光谱；g：PC衬底上水凝胶的透射光谱；h：水凝胶智能窗与已有文献报道的性能比较 同纯PNIPAM水凝胶智能窗相比，热响应ACMO单体赋予新型水凝胶极好的柔韧性和超高的拉伸性。其可以承受很大的变形，例如弯曲、拉伸、扭转；单轴拉伸试验表明水凝胶拉伸性能最大值为1500%。采用3D打印水凝胶制作的柔性热响应智能窗表现出优异的太阳光调制能力。智能窗在20℃是完全透明的，透光率(Tlum )高达85.847%；当环境温度超过LCST时，智能窗能通过超快的透明状态-不透明状态的转变调节太阳光的传输，太阳光调制率(∆Tsol)高达79.332%。相比于其他文献报道的热致变色智能窗，该工作中制备的柔性水凝胶智能窗表现出超高的透光率和太阳光调制率。此研究在新一代理想智能窗的节能方面具有巨大的应用潜力。该研究成果，以“3D printed hydrogel for soft thermo-responsive smart window”为题发表在International Journal of Extreme Manufacturing上。
    时间： 2022-04-11
    作者： 摩方精密
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  • 响应性水凝胶及其在生物医药领域应用研究进展

    [i][i]唐立宗, 张琳, 董云生, 齐春晓, 刘祥胜, 王淑芳* [font=&][color=#337ab7][/color][/font][b]Research Progress on Responsive Hydrogels and Their Applications in Biomedicines[/b]TANG Li-Zong, ZHANG Lin, DONG Yun-Sheng, QI Chun-Xiao, LIU Xiang-Sheng, WANG Shu-Fang* [/i][/i]摘要： 响应性水凝胶又称“智能水凝胶”,是以水凝胶为基础,经修饰响应多种理化性质及微小环境变化,从而改变自身性质的一类水凝胶。 响应性水凝胶目前广泛应用于生物医药领域、材料领域等,如:制备pH响应性水凝胶负载阿霉素(DOX)治疗癌症,温度响应性水凝胶制作3D生物打印材料用于创伤修复,葡萄糖响应性水凝胶治疗糖尿病足等。 本文介绍了响应性水凝胶研究的国内外发展动态,包括响应性水凝胶的制备、修饰方法及其在生物医药领域的应用,并对未来的发展方向进行了讨论与展望。关键词: [url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]响应性水凝胶,[/url][url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]智能水凝胶,[/url][url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]生物医药[/url]Abstract: Responsive hydrogels, also known as “smart hydrogels”, can be modified in different ways to respond to physical and chemical stimuli and microenvironment changes. Nowadays, responsive hydrogels have been widely used in biomedical fields, such as pH responsive hydrogel loaded with doxorubicin (DOX) for cancer treatment, temperature responsive hydrogels made from 3D printing for wound healing, glucose responsive hydrogels for diabetes treatment, [i]etc[/i]. In this paper, we introduce the current research of responsive hydrogel, including the preparation and modification methods, applications in biomedicine and the future directions.Key words: [url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]Responsive hydrogels,[/url][url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]Smart hydrogels,[/url][url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]Biomedicines[/url]中图分类号: [list][*][url=http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.200364#]O636.9[/url][/list]

  • 光/还原双重响应水凝胶微球的制备及在细胞三维(3D)培养中的应用

    【序号】：5【作者】：王学斌薛源茆华女【题名】：光/还原双重响应水凝胶微球的制备及在细胞三维(3D)培养中的应用【期刊】：高等学校化学学报. 【年、卷、期、起止页码】：2022,43(08)【全文链接】：https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=-93ivAxQXRp8imTuk0mwMoo-OKIJGlmTtLx_DvxMo7V_IhVninuYj7_mef_3g7mSrhrwna6V1EVhKsFPvS878nd4cQ3A3zu5ckLWprsT8toKFsi-AxDyyQiWdHD8B9CLXI4oWDgAryknUkVZAZKEgw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 刺激响应型水凝胶修复关节软骨的研究进展

    【序号】：2【作者】：衡田1赵安莉1陈泓汝【题名】：刺激响应型水凝胶修复关节软骨的研究进展【期刊】：西南医科大学学报. 【年、卷、期、起止页码】：2022,45(04)【全文链接】：https://kns.cnki.net/kns8s/defaultresult/index?crossids=YSTT4HG0%2CLSTPFY1C%2CJUP3MUPD%2CMPMFIG1A%2CWQ0UVIAA%2CBLZOG7CK%2CEMRPGLPA%2CPWFIRAGL%2CNLBO1Z6R%2CNN3FJMUV&korder=SU&kw=%E8%BD%AF%E9%AA%A8%E4%BF%AE%E5%A4%8D%20%E5%87%9D%E8%83%B6

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  • 水凝胶性测试 400-860-5168转3662
    保圣TA.XTC-20质构仪也叫水凝胶强度测试仪，物性测定仪，是专业的力学测试仪器，满足水凝胶不同产品特性的检测检测，其测试精度可以达到0.0001 g。是水凝胶机械特性测试的检测利器。不仅用于水凝胶的微力测试，还能用于医药、化工、食品等领域，是一款专业全能的水凝胶强度测试仪。一、水凝胶强度测试仪基本参数：1.高精度：0.0001g2. 位移精度：0.001mm3.测试臂移动距离：0-400mm4.检测速度：0.01~50mm/s5.数据采集率：不低于2000组/秒，每组4个通道同时读取6.力量感应元：100g、500g、1kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100Kg可选，可根据用户需求提供升级产品配置。二、水凝胶强度测试仪硬件优势：1.仪器使用精良电机提高位移精度；2.检测单元使用小量程、高精度力量感应元提高力值精度；3.高精度电机和力量感应元；4.高频率信号采集能力，最高达2000Hz；5.仪器采用一体成型技术减小系统误差；6.专用配件、硬度检测探头和大平台稳定底座。三、水凝胶强度测试仪软件优势：1.软件功能全面—易操作，更直观。2.多种实验模式选择，一键选择所需的测试模式，包括单次、全质构、保持、恒压、循环测试。可测试模量、拉伸强度、黏性、硬度等多种指标。3.自动生成曲线图，横纵坐标轴的物理量与单位均可按需求自行更改。4.实时监测测试状态，包括力、位移和时间，确保实验的安全可靠。5.结果与数据，数据界面有多种结果参数，可根据需求自行选择一键生成并导出结果。
    留言咨询
    厂商： 上海保圣实业发展有限公司
    品牌： 保圣科技/BosinTech
    型号： 水凝胶性测试有哪些
    价格： 8万元
  • 水凝胶的性能测试 400-860-5168转3662
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    厂商： 上海保圣实业发展有限公司
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    型号： 水凝胶的性能测试
    价格： 8万元
  • 水凝胶的力学性能 400-860-5168转3662
    保圣TA.XTC-20质构仪也叫水凝胶强度测试仪，物性测定仪，是专业的力学测试仪器，满足水凝胶不同产品特性的检测检测，其测试精度可以达到0.0001 g。是水凝胶机械特性测试的检测利器。不仅用于水凝胶的微力测试，还能用于医药、化工、食品等领域，是一款专业全能的水凝胶强度测试仪。一、水凝胶强度测试仪基本参数：1.高精度：0.0001g2. 位移精度：0.001mm3.测试臂移动距离：0-400mm4.检测速度：0.01~50mm/s5.数据采集率：不低于2000组/秒，每组4个通道同时读取6.力量感应元：100g、500g、1kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100Kg可选，可根据用户需求提供升级产品配置。二、水凝胶强度测试仪硬件优势：1.仪器使用精良电机提高位移精度；2.检测单元使用小量程、高精度力量感应元提高力值精度；3.高精度电机和力量感应元；4.高频率信号采集能力，最高达2000Hz；5.仪器采用一体成型技术减小系统误差；6.专用配件、硬度检测探头和大平台稳定底座。三、水凝胶强度测试仪软件优势：1.软件功能全面—易操作，更直观。2.多种实验模式选择，一键选择所需的测试模式，包括单次、全质构、保持、恒压、循环测试。可测试模量、拉伸强度、黏性、硬度等多种指标。3.自动生成曲线图，横纵坐标轴的物理量与单位均可按需求自行更改。4.实时监测测试状态，包括力、位移和时间，确保实验的安全可靠。5.结果与数据，数据界面有多种结果参数，可根据需求自行选择一键生成并导出结果。
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    型号： 水凝胶的力学性能
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光响应水凝胶相关的耗材

  • 3D细胞培养水凝胶PanaceaGel
    PanaceaGel是100%多肽合成水凝胶，可以作为一种三维细胞培养支架，或者作为药物载体应用。该凝胶不含任何动物源性成分或生物活性成分，和胶原蛋白来源的3D细胞支架相比，实验的可重复性更强。PanaceaGel主要成分为13个氨基酸肽，包括四种天然氨基酸：精氨酸、亮氨酸、天冬氨酸和丙氨酸。13个氨基酸小肽通过氢键连接、静电作用力、疏水作用力等相互作用，在液体溶剂中自发组装成纳米纤维，并进一步整合成高度有序结构，即纳米纤维三维网状结构，在水溶剂中形成水凝胶。由于PH值为中性，无需预处理就能直接应用于细胞悬液。 特点：l 100%多肽合成凝胶支架l 无动物源性成分或病原菌l 颜色透明，中性PH值l 直接使用l 等渗，可选择SPG-178-204或SPG-178-208l 室温保存 订购信息：货号产品名称规格SPG-178-004PanaceaGel,3D细胞培养水凝胶，肽浓度0.4w/w%,非等渗1ml/2mlSPG-178-204PanaceaGel,3D细胞培养水凝胶，肽浓度0.4w/w%,等渗1ml/2mlSPG-178-008PanaceaGel,3D细胞培养水凝胶，肽浓度0.8w/w%,非等渗1ml/2mlSPG-178-208PanaceaGel,3D细胞培养水凝胶，肽浓度0.8w/w%,等渗1ml/2ml详情联系海德公司获取。
    供应商： 海德创业（北京）生物科技有限公司
    品牌： EMS
    价格： 面议
  • 凝胶成像仪配件
    凝胶成像仪配件是一款简单而紧凑的凝胶成像系统，带有数字化控制面板，凝胶成像仪配件可用于琼脂糖和其它光凝胶，彩色凝胶,放射自显影薄片，印迹膜的荧光成像。凝胶成像仪配件包含了一个高达1400万像素的超级相机和8' ' 彩色TFT屏，非常方便直观地观测图像，非常适合安装空间有限，预算有限的用户使用。凝胶成像仪配件特色安全防护：前门打开时紫外透照台自动关闭。图像文件可保存为多种格式，包括RAW格式。1000万像素相机高分辨率8' ' 显示屏数字控制面板轻巧便携多个聚焦面积选择内置紫外透照台不需要计算机可自行操作可连接热敏打印机直接打印结果内部2x3W白光LED照明可选配凝胶分析软件通用电压100-240V凝胶成像仪配件参数相机：佳能Power Shop G11数字照相机像素： 1000万像素， 1/1.7' ' 高密度CCD最大光圈： F/2.8(W)--F/4.5(T)辅助照明光源：LED白灯电源： 110-240V孚光精仪是全球领先的进口科学仪器和实验室仪器领导品牌服务商，产品技术和性能保持全球领先,拥有包括凝胶成像仪在内的全球最为齐全的实验室和科学仪器品类，世界一流的生产工厂和极为苛刻严谨的质量控制体系，确保每个一产品是用户满意的完美产品。我们海外工厂拥有超过3000种仪器的大型现代化仓库，可在下单后12小时内从国外直接空运发货，我们位于天津保税区的进口公司众邦企业（天津)国际贸易公司为客户提供全球零延误的进口通关服务。更多关于凝胶成像仪价格等诸多信息，孚光精仪会在第一时间更新并呈现出来，了解更多内容请关注孚光精仪官方网站方便获取！
    供应商： 孚光精仪（中国）有限公司
    品牌： 孚光精仪
    价格： 面议
  • TVS-ACCY-SNJ系列成像介质—水凝胶
    产品说明双光子、共聚焦显微镜的常用物镜为水镜，水凝胶具有粘度高、不易挥发的特点，可代替水充当物镜的成像介质，以进行长时间或特殊条件的成像。水凝胶生物兼容性好，也可用于动物的眼睛术中保持湿润等作用。 产品应用双光子显微镜、微型化双光子显微镜、共聚焦显微镜、拉曼显微镜 产品优势和水的折射率基本一致，可匹配多种型号的物镜和显微镜高粘度、易塑形，无色无味，易于保存且溶于水，易清洁不易挥发，非常适用于微型化双光子显微镜在小动物组织上进行长时程自由行为的成像观测罐装有尖嘴设计，易于填充到物镜和样本之间
    供应商： 北京超维景生物科技有限公司
    品牌： 超维景
    价格： 面议
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