环境响应水凝胶的非对称结构设计与智能仿生

仿生学通过模仿生物体结构,对功能材料和智能器件进行设计及优化,使人工器械具有仿生功能。环境响应水凝胶可以感知多种外界刺激并做出反应,兼具软、湿特性,与生物软组织在结构和组成上有诸多相似之处,且生物相容性良好,是制备仿生器件的理想材料。通过仿生器件结构的非对称设计,利用水凝胶对环境变化的响应实现灵活多变的智能反应。本文以非对称仿生结构设计为主线,依次介绍了环境响应水凝胶的单层和双层非对称结构器件及先进成型工艺,提出了非对称结构的功能性及设计组装的“模块”化概念,为水凝胶仿生智能器件高效、通用、灵活、多功能的产业化应用提供了新的思路。

酶响应水凝胶研究进展

本文简要介绍了环境响应型水凝胶的研究现状,重点分析了酶响应水凝胶,包括谷氨酰胺转氨酶、激酶与磷酸酶、酪氨酸酶、枯草杆菌蛋白酶与嗜热菌蛋白酶、过氧化物酶、酯酶与核酸内切酶等引起水凝胶响应的酶因素,并介绍了酶响应引起自组装的形成、自组装的破坏以及动态自组装等材料响应。此外,分析了酶响应水凝胶研究中存在的问题,并介绍了肽水凝胶的生物学功能。