埃因霍温理工大学刘丹青教授、詹媛媛博士 AM：极性可变的仿生出汗皮肤

2023-01-09 来源：高分子科技

液体分泌在自然界中随处可见。功能性液体的分泌可改变生物体表面的润滑程度，或是在生态系统中起到传输生长必需的化学元素的作用。过去十几年里已经被研制出的仿生出汗人造皮肤受限于分泌液体的单一性，即只能分泌出单一极性的液体，极性或是非极性；而既能够分泌出极性液体，又能够分泌出非极性液体的人造皮肤一直还未能被研制出来。荷兰埃因霍温理工大学刘丹青教授和詹媛媛博士基于之前的研究工作（Matter, 2020, 3, 782; ACS Appl. Polym. Mater. 2020, 2, 4071; Angew. Chem. Int. Ed. 2022,61,e202207468），近日以Perspiring Soft Robotics Skin Constituted by Dynamic Polarity-Switching Porous Liquid Crystal Membrane为题在Advanced Materials中报道了一种简单的研究方法克服了这一难题，即通过转变液晶聚合物薄膜的极性来改变可被吸收以及分泌的液体的极性。液晶薄膜中只需添加一种含有丙烯酸酯类的苯甲酸衍生物，该化合物常态为含有氢键的二聚体，而氢键在经过碱液处理后会发生断裂，形成聚合物盐。氢键的形成与断裂可各自通过中性水与碱液的处理来控制，这也说明了该人造皮肤的极性可有效的在非极性与极性间转变（图1）。

图1. 多孔状液晶聚合物薄膜中极性与极性或者非极性液体的交换的示意图

通过改变薄膜的极性，作者可填充多种不同的极性液体，如乙二醇、聚乙二醇、二甲基亚砜和水。同时，作者展示了填有不同极性液体的薄膜的多种潜在应用（图2），其中包含防冰涂层、表面摩擦力调控、药物释放，以及光控表面粘附力调控。值得一提的是，表面粘附性调控与药物释放功能的相结合可能会为医疗领域中的光控易撕创可贴提供巨大的参考价值。

图2. 填有极性液体的液晶聚合物薄膜的多种潜在应用：a-c防冰涂层；d表面摩擦力调控；e-f药物释放；g-m光控表面粘附性调控

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211143

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（责任编辑：xu）

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