图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation高强韧聚乙烯醇生物润滑水凝胶的设计构筑及性能调控

编号：70 访问权限：Participants Only 更新：2024-03-18 16:55:36 浏览：93次收藏取消收藏

2024-05-12 09:00

15min

[J] 论坛9：生物与医学表面工程 [J-1] 论坛9上午

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摘要

生物体湿滑软组织器官（关节软骨和角膜）的生物润滑行为对其维持正常生理功能至关重要。受其超低摩擦水润滑机制的启发，研究人员制备了水凝胶和聚合物刷等界面润滑材料来降低界面的摩擦与磨损。水凝胶是生物界面中的一类重要的水基润滑软材料，其在溶液中具有可调节的摩擦行为。针对目前界面润滑聚乙烯醇（PVA）水凝胶存在的机械性能难适配、复杂结构难构筑和润滑行为难长效的基础科学问题，从微观尺度的分子结构设计理念出发，提出了利用脱水干燥、循环冷冻/解冻、盐析和退火结晶、透析水化等步骤，实现了一种有序纳米晶域结构增强的高强韧PVA润滑水凝胶，其具有优异的生物相容性和可控的机械性能，解决了传统水凝胶材料经过长时间摩擦磨损后界面润滑性能易失效的瓶颈问题。详细探究了聚合物浓度、盐析处理浓度、退火温度等对高强韧PVA水凝胶机械性能的精准调控规律。在不同的润滑介质、施加载荷、滑动速度等生物摩擦工况下，揭示了退火温度对PVA水凝胶水合润滑性能的影响规律。此外，利用模板浇铸策略构筑了减摩润滑功能的高强韧水凝胶关节软骨替代物和高透水凝胶隐形眼镜，开拓了界面功能水凝胶润滑材料的潜在应用。研究成果为设计制备高承载、低摩擦、耐磨损的界面水润滑和功能结构化材料提供了重要的理论指导和材料技术支撑。