克日，吉林大学化学学院李云峰教讲课题组与哈尔滨工业大学齐殿鹏教养协作，正在自液化水凝胶粘合剂可编程生物电子界面方面赢得了首要发展。水凝胶粘合剂兼具水凝胶和粘合剂的个性，也许安稳地与齐集物、金属、生物构造等多种质料粘合，其平常操纵于伤口敷料、构造修复、药物递送和生物电子等方面。然而，守旧的水凝胶粘合剂难以完毕正在粗拙、多毛发构造表表的有用粘合，于是难以得回高质地的信号，乃至无法搜聚到信号，另表，水凝胶粘合剂的强行剥离大凡会惹起电极的损坏和构造毁伤。针对这一寻事性科常识题，讨论团队立异性地提出一种自液化水凝胶粘合剂战术，联结拮抗酶反映汇集驱动的pH调剂器，行使硼酯键的可逆变成和断裂完毕水凝胶粘合剂的可控变成及自液化，并用于可编程生物电子界面。该任务开辟了化学燃料驱动的瞬态自液化水凝胶粘合剂的操纵新偏向，促进了下一代拥有类性命个性的非均衡水凝胶质料的潜正在操纵。讨论功效以“An Autonomously Liquefied Hydrogel Adhesive for Programmable Bioelectronic Interface”为题，于4月17号揭橥正在

　　该拮抗酶反映汇集驱动的瞬态自液化水凝胶粘合剂席卷一下因素：含三羟甲基基团的齐集物P1。含苯硼酸基团的齐集物P2，尿素，脲酶，乙酸戊酯和酯酶。脲酶也许催化尿素天生NH3和CO2，使溶液pH升高，酯酶则催化乙酸戊酯天生乙酸和戊醇，使溶液pH消浸，通过调控两种酶催化底物分析的速度，咱们也许完毕拮抗酶反映汇集的pH调控。NH3天生导致的pH值升高也许推动P1的三羟基基团与P2的苯基硼酸基团反映天生动态共价键——硼酯键，瞬态水凝胶粘合剂（THA）变成。随后，AA水解导致的pH低浸使得硼酯键水解，水凝胶瓦解。该粘合剂可行动一种牢固的生物电子界面，用于多毛发皮肤表表及时可编程的粘赞同分离。正在拮抗酶反映汇集驱动下，瞬态水凝胶粘合剂以工夫可编程的格式展示自决的溶胶-凝胶-溶胶转换（图1）。

　　图1.(a)拮抗酶反映汇集驱动的瞬态自液化水凝胶粘合剂的示希图；(b)瞬态自液化水凝胶粘合剂自决的溶胶-凝胶-溶胶转换；(c)瞬态水凝胶粘合剂与猪皮表表褶皱的适形粘附扫描电子显微镜照片；(d)瞬态水凝胶粘合剂与幼鼠多毛发皮肤的适形粘附扫描电子显微镜照片。

　　瞬态水凝胶粘合剂的模量和寿命可由拮抗酶反映汇集合各组分浓度举行调控。通过分袂调剂乙酸戊酯、尿素、酯酶和脲酶的含量，水凝胶的力学机能和凝胶寿命也许完毕可编程调控（图2）。

　　图2.各组分浓度区别时瞬态水凝胶粘合剂模量和寿命的变革。(a、b)转移乙酸戊酯浓度；(c、d)转移尿素浓度；(e、f)转移酯酶浓度；(g、h)转移脲酶浓度。

　　瞬态水凝胶粘合剂的前体溶液易于穿过毛发区域接触皮肤表表并发作迅速的溶胶-凝胶改造，使得生物电极也许适形、牢固地粘附于粗拙、不章程乃至多毛发的皮肤表表。这种适形的生物电子界面联结电极可能正在不管造毛发的状况下正在多毛发皮肤上直接记实高质地的电心理信号，更首要的是，因为瞬态水凝胶粘合剂的自决液化，行使后的生物电极很容易从皮肤表表剥离，不会酿成凝胶的残留，冲洗后对多毛发皮肤和电极也没有毁伤。守旧的商用电极因为毛发波折，无法接触到皮肤表表，无法搜聚有用的电心理信号（图3）。

　　图3.(a)瞬态水凝胶粘合剂生物电子界面联结电极搜聚人肌电信号的示希图；(b)区别工夫段搜聚的肌电信号；(c)自液化历程驱动电极渐渐滑落；(d)瞬态水凝胶粘合剂生物电子界面联结电极搜聚大鼠心电信号的示希图；(e)瞬态水凝胶粘合剂联结电极搜聚的大鼠心电(ECG)和脑电(EEG)信号与商用电极(CE)搜聚信号的信噪比(SNR)对照。

　　本讨论立异地提出了一种自液化的水凝胶粘合剂，为处置守旧水凝胶的困难掀开了新思绪，开辟了化学燃料驱动的瞬态自液化水凝胶粘合剂的操纵新偏向，为自脱除生物电子界面的开采启发了新的途径，将有力地促进下一代拥有类性命个性的非均衡水凝胶质料的操纵。

　　吉林大学化学学院超分子机合与质料宇宙核心试验室李云峰教养与哈尔滨工业大学齐殿鹏教养为该著作的协同通信作家，著作第一作家是吉林大学化学学院博士讨论生李梦圆。该讨论获得国度天然科学基金委的帮帮。