新型材料

仿北极熊毛发的隔热气凝胶

中国科学技术大学俞书宏教授领导的研究团队受北极熊毛发中空结构的启发，发展了一种人工合成类北极熊毛的中空碳管气凝胶(CTA)的方法，该碳管气凝胶表现出超弹性和低的热导率。研究成果发表于Chem。与人类或其他哺乳动物的毛发不同，北极熊的毛发是中空的。在显微镜下放大后，每一根毛发都存在空腔结构，这种中空的管状结构不仅降低了北极熊毛的密度，而且有利于减小热导率，阻隔热量从北极熊的皮肤表面扩散到周围的低温环境中。这种受北极熊毛发中空结构启发设计合成的新型碳管气凝胶有望满足极端条件下对高性能材料的需求，如航天航空领域中应用的轻质隔热保温材料、弹性体材料等。

CTA的制备（图片来源于中国科学技术大学新闻网）

CTA的性能表征（图片来源于中国科学技术大学新闻网）

一款液晶与高分子复合材料

北京大学工学院于海峰课题组报道了一种新颖的制备多响应性超分子有机凝胶的方法。研究论文发表于Chemistry of Materials。油酸是一种广泛存在于动植物体内的脂肪酸，安全无毒，且具有良好的生物相容性。通过偶氮吡啶侧链聚合物油酸自组装成功得到了液晶凝胶因子。其中偶氮吡啶衍生物具有良好的自组装性能和光响应性。油酸起到了双重作用，不仅仅是构成凝胶因子的重要组成部分，也是填充在三维网络中的溶剂。制备得到的该种凝胶，能够在光、热以及有机银离子的刺激下发生明显的相态转变。全息光栅成功地刻录在该种超分子凝胶中，该光栅同样可以对3种刺激发生响应。

脂质体包埋的AIE光敏剂可用于日光下的光动力治疗

中国科学院国家纳米科学中心纳米生物效应与安全性院重点实验室王浩研究员课题组与杨洋研究员所在课题组合作，创建了一个新的可在日光下正常进行光动力治疗体系。研究论文发表于Nano Letters。将具有聚集诱导发光性质（AIE）的光敏剂分子，包埋在脂质体双层的疏水腔内，使该分子处于游离的分散状态，由脂质体负载的光敏剂在到达肿瘤部位之前，在日光照射下，不会产生AIE特性和光毒性。一定时间后，负载光敏剂的脂质体在肿瘤部位富集并被生物酶降解，AIE分子被释放出来并在肿瘤部位聚集，此时在特定波长激光照射下，AIE分子重新发光并产生活性氧，引起的细胞毒素杀死肿瘤细胞，实现在可见光条件下进行光动力治疗。

石墨烯超级防腐涂层

中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与粘合剂余海斌团队针对石墨烯/聚合物复合防腐涂层在破损后加速金属基体腐蚀这一隐患，采用氮化硼纳米点（BNNDs）作为商业化石墨烯的分散剂，利用其原子结构和表面化学性能实现其在聚合物中的均匀分散。研究论文发表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。电化学测试表明，BNNDs改性的石墨烯材料具有优良的防护性能，复合涂层的腐蚀速率相对空白涂层下降了280倍，涂层电阻增加了2个数量级。鉴于BNNDs不会影响石墨烯的本征特性，因此，BNNDs分散石墨烯有望快速推进商业化石墨烯在防腐领域的应用。

促骨再生的自适应、梯度可调柔性无机纳米纤维3D超弹支架

东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士及丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队在无机纳米纤维弹性组织工程支架研究领域取得重要进展。研究论文发表于Advanced Functional Materials。研究团队设计制备了一种以柔性无机纳米纤维为主体，且在体液中可恢复形状的三维纤维弹性支架。研究团队通过溶胶—凝胶静电纺丝法制备出了像丝绸一样柔韧的SiO2纳米纤维膜，纤维膜可以像折纸一样折叠展开而不破损，纳米纤维可以弯曲180°而不断裂。团队进一步将柔性SiO2纳米纤维复合壳聚糖溶液经过均质分散—冷冻干燥制备出具有超弹性的SiO2纳米纤维—壳聚糖（SiO2NF-CS）三维支架。

1.柔性SiO2纳米纤维及SiO2 NF-CS三维纤维支架（图片来源于东华大学新闻中心）

2.弹性SiO2 NF-CS纤维支架促进骨再生（图片来源于东华大学新闻中心）

一种超强组织粘附的水凝胶材料用于动脉和心脏破损的止血修复

华东理工大学朱麟勇教授等与浙江大学医学院欧阳宏伟教授课题组合作，研发了一种能够在数秒内完全止住大动脉损伤和心脏穿透伤大出血的仿生水凝胶材料。研究论文发表于Nature Communications。生物材料学界已经形成共识，具有最类似生物软组织的仿生水凝胶材料是软组织修复的利器。基于光偶联反应，原位凝胶技术具有生物安全、简单易用及特有的组织粘附与整合的优势。这种名为“Hydrogel”的水凝胶材料被称为快速止血的“黑科技”。研究团队在完成对储备技术的原料、制备、产品及应用的知识产权全面布局的基础上，与相关医学单位和企业合作，实施基于该原创技术的“医用光敏生物胶”产品的临床转化。

柔性沸石棉纤维材料

浙江大学化学系范杰教授课题组与浙江工业大学化工学院朱艺涵教授等合作，采用原位微载技术将介孔单晶菱沸石结合到棉纤维表面，制备了一种柔性沸石棉纤维复合物，该止血材料具备高效的止血性能和可靠的安全性。研究论文发表于Nature Communications。大量研究和应用表明，在重度出血情况下，沸石类的无机止血材料是最有效的。原位微载技术将介孔菱沸石生长到棉纤维表面，并使得棉纤维与沸石通过化学键紧密结合。该材料保留了沸石的物理化学性质和稳定性，同时通过中断骨架来产生介孔，从而增强物质的吸附，更有利于止血。该止血材料的外观与手感和普通的纤维几乎没有区别，质地柔软，沸石与棉纤维结合非常牢固。

仿生手性水凝胶研究进展

上海交通大学材料科学与工程学院冯传良教授课题组与河南大学科研人员合作，在仿生手性水凝胶领域取得重要进展，研究成果发表于ACS Nano。手性是圆偏振光的基本属性。研究团队基于手性凝胶因子与非手性的荧光香豆素衍生物共组装制备了CPL超分子水凝胶材料，通过非共价键驱动的可控自组装超分子水凝胶实现了对圆偏振发光（CPL）手性的调控。该研究通过简单合理地设计双组分水凝胶体系或是引入外界非手性因素可得到CPL手性可控的功能材料，为超分子凝胶在圆偏振发光领域拓宽了方向，并拓展了其在光电装置以及智能手性光学材料方面的应用。