美科學家發明水凝膠受損后自愈技術
日期：2012-03-09 08:39:15
數年來，科學家一直在探索能夠使人造復合材料也產生“自愈能力”的方法。據美國媒體3月5日報道，美國加州大學圣迭戈分校的生物工程學家目前就成功發明了一種能使水凝膠在反復受創后都能自動愈合的方法。
水凝膠是一種半固態的人造膠狀物質，由親水性聚合物高分子鏈構成，能吸收大量的水分。鑒于其獨有的水溶性或親水性特征，水凝膠成為模擬天然生物組織功能的最佳選擇。因此，水凝膠也被廣泛應用到了醫療領域，常作為人體組織工程學支架或藥物傳輸系統被植入患者體內。不過，這些人造水凝膠物質也常會出現斷裂或撕裂的情況，為患者的長期使用帶來了不少困擾。
根據水凝膠的上述結構特性，加州大學圣迭戈分校的科學家們逐漸探索出了一種能夠使受損水凝膠自動愈合的方法，即通過機械學原理創建一條“側懸高分子鏈”，由水凝膠主體結構垂懸下來，給受損水凝膠部分一個可以攀附上來并重新粘合的機會。科學家們還通過電腦模擬實驗發現，“側懸高分子鏈”的長度對于受損水凝膠的自愈過程有著至關重要的影響，恰到好處的長度能夠增強其自我修復能力。
此外，水凝膠物質所處溶液環境的PH值對于正在自動愈合的受損部位的韌性也會產生一定的影響。一般來說，當周圍溶液環境的PH值越低、呈酸性時，水凝膠的融和能力越強，受損部位愈合后韌性越強；反之，當周圍溶液環境的PH值越高、呈堿性時，水凝膠就越容易硬化，受損部位就越不容易愈合，甚至會產生二次受損的情況。也就是說，在使用水凝膠自愈技術進行臨床治療的過程中，酸性溶液環境相比堿性溶液環境來說更加理想。
不過，水凝膠自愈技術目前還停留在試驗階段。未來，科學家們計劃將進一步發明出能夠適應各種PH值環境的自愈性水凝膠，以擴大其應用領域。一旦這種技術問世，將很有可能創造出同樣具有自愈能力的塑料或其他人造聚合物。
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