一步法普适性水凝胶功能化新策略

近日，华东理工大学材料科学与工程学院刘润辉教授课题组报道了一种一步法实现普适性的水凝胶功能化方法。作者设计合成了一种三肽黏附分子，可以对没有任何反应基团的各类水凝胶进行普适性修饰。该成果以“A sandcastleworm-inspired strategy to functionalize wet hydrogels”（沙堡蠕虫启发的水凝胶功能化策略）为题发表在国际权威学术期刊《自然·通讯》（Nat. Commun.2021, 12, 6331）上。  

水凝胶已经被广泛用于多种领域，许多水凝胶在使用的时候需要引入特定的分子进行功能化。此前，水凝胶的功能化方法是在水凝胶成胶前或制备过程时引入功能分子，这些方法通常步骤繁琐、需要既定的反应基团，且对于不同类型的水凝胶无法实现普适性修饰。如果能够通过一步简单的方法，不受官能团的限制，将功能分子直接修饰在各种类型的水凝胶上，将在多个领域具有重要意义。  

在本研究中，刘润辉教授等研究人员受沙堡蠕虫黏附蛋白启发，设计合成了结构简单、含有三肽的黏附分子丁二胺-多巴-赖氨酸-多巴（DbaYKY）。该黏附分子可以用于引发多种类型的聚合反应，并通过简单浸没实现功能分子对水凝胶的修饰。作者展示了通过该一步法策略可以赋予水凝胶抗菌、支持细胞黏附和促进伤口修复的功能。此外，该策略还具有修饰可控性和良好的稳定性。这一简单、普适的水凝胶修饰方法为功能性水凝胶材料的制备提供新的策略，在材料学和生物医学等多个领域具有广阔的应用前景。