我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在不同基質(zhì)上無需紫外線輔助即可原位生長水凝膠涂層的策略

水凝膠的表面涂層被認(rèn)為是將基材性能與功能表面性能相結(jié)合的重要策略。這一優(yōu)勢使其能夠在軟機(jī)器人、醫(yī)療和海洋防污等領(lǐng)域獲得眾多新興應(yīng)用。最近，已經(jīng)成功開發(fā)了一些將水凝膠涂層粘合到基材上的變革性策略，例如表面橋接/引發(fā)和水凝膠涂裝方法。然而，橋接/引發(fā)策略需要合成具有特定基團(tuán)的功能分子，以便與預(yù)處理的底物相互作用，并且通常只適用于有限的材料或特定的反應(yīng)體系。對于水凝膠涂裝方法而言，雖然這一方法提高了基材的通用性，但難以均勻地涂覆具有復(fù)雜幾何形狀的基材。此外，在目前的大多數(shù)方法中，紫外線對于水凝膠的生長或界面結(jié)合是必不可少的，這限制了在不透明物體內(nèi)部修飾方面的應(yīng)用。因此，無論基材的性質(zhì)、幾何形狀和透光率如何，都迫切需要開發(fā)一種通用的水凝膠涂層策略用于表面改性。

日前，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所周峰研究員和麻拴紅副研究員開發(fā)了一種無需紫外線輔助的在不同基質(zhì)上原位生長水凝膠涂層的策略。該方法利用了貽貝中對鄰苯二酚的粘附性、與金屬離子的配位作用以及鄰苯二酚基團(tuán)(Ar-OH)獨(dú)特反應(yīng)活性之間的協(xié)同作用。其中，Ar-OH不僅可以與各種基底形成強(qiáng)粘結(jié)，并在溶液中捕獲Fe3+，進(jìn)而將Fe3+還原為Fe2+，在界面處催化分解S2O82-為SO4-·引發(fā)單體的界面聚合。因此，具有可控厚度的水凝膠涂層可以在任意基材的表面上生長，以改變其表面特性，而不受材料尺寸、類別、幾何形狀和透明度的影響，這意味著在表面工程中具有相當(dāng)大的潛力。該工作以“Successive Redox - Reaction - Triggered Interface Radical Polymerization for Growing Hydrogel Coatings on Diverse Substrates”發(fā)表在《 Angewandte Chemie International Edition》。