该成果以白色木材为刚性骨架,PAM链为柔性网络,合成一种独特的具有良好生物相容性、高度各向异性、高强度、高透明度、高离子导电的木材水凝胶。研究表明,有序纤维素纳米纤维与聚合物分子链之间存在较强的氢键作用和交联结构,使得木材水凝的拉伸强度高达36 MPa, 是目前报道的强度最高的水凝胶之一。此外,由有序纳米纤维素带有负电,该木材水凝胶还可以作为纳米流体管道实现类似海水淡化及生物肌肉组织的离子选择性传输功能,在低浓度的电导率为5×10-4 S/cm。该成果受自然启发的设计从模仿人体肌肉排列的微观结构开始,该材料能够平衡机械强度、灵活性、离子电导率和可伸缩制造。此外,通过改变水凝胶溶液,可以很容易地调节水凝胶的力学性能和功能,为制备各种各向异性水凝胶提供了一种有前途的方法,大大扩大其应用范围。
它成功合成了一种具有高强度、高度各向异性和高离子导电性的仿肌肉木材水凝胶。这个木材水凝胶不仅具有良好的生物相容性,而且在低浓度下的电导率达到了5×10-4 S/cm,可以作为纳米流体管道实现类似海水淡化和离子选择性传输等多种功能。此外,这个水凝胶材料的力学性能和功能可以通过改变水凝胶溶液进行调节,从而为制备各种各向异性的水凝胶提供了一种有前途的方法,大大扩大了其应用范围。
孔维庆,东华大学材料学院/纤维材料改性国家重点实验室副研究员。主要研究方向为生物质(木材、纤维素和半纤维素)基功能材料(水凝胶、纤维和膜)、纳米复合材料和纳米流体。截止2020年12月在Advanced Materials、Chemistry of Materials、Advanced Functional Materials、Small、Science Advances等国际著名期刊已发表SCI收录论文28篇,其中第一作者或共一论文10篇;第一作者编写英文专著一部,申请国家发明专利4项,其中授权专利1项,国际专利(PCT)1项。
评价单位:“科创中国”新材料产业科技服务团(江西) (中国材料研究学会)
评价时间:2023-11-14
综合评价
综合上述对科技成果的评价,该科技成果合成了一种独特的仿肌肉木材水凝胶,具有高强度、高度各向异性和高离子导电性等多项技术亮点,并拥有广泛的市场需求,具有非常巨大的商业发展潜力。
在技术方面,该科技成果使用了新颖的合成方法,通过使用白色木材作为刚性骨架,将PAM链作为柔性网络,开发出了一种具有高强度、各向异性和高透明度的木材水凝胶。该水凝胶的拉伸强度高达36 MPa,可以应用于多种领域。此外,由于其高离子导电性,可在电子设备和环境领域中得到应用。
在应用市场上,该科技成果具有广泛的应用前景,涵盖生物医学、电子设备和环境等众多领域。在生物医学领域,该水凝胶可以用于组织修复和肌肉损伤治疗,也可以用于软骨和骨骼等组织工程中。在电子设备领域,该水凝胶可用于制造柔性电路板,适应复杂形态变化的服务条件。在环境领域,该水凝胶可利用其离子选择性传输的特性,实现海水淡化和其他水处理技术的应用。这些应用领域和功能显示了该科技成果的多种价值和广泛的市场需求。
因此,该科技成果具有开阔的市场前景,未来还将有更多应用领域等待着进一步的探索和发展。综合来看,该科技成果的技术和市场前景非常优越,具有非常大的商业发展潜力,将成为未来科学领域的研究热点。
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