近年來,盡管水凝膠被廣泛用于柔性生物電子領域。但是,隨著柔性生物電子的快速發展,當前大部分水凝膠生物電子缺乏多功能性來滿足復雜的應用環境。值得注意的是,大部分生物電子設備需要外部輔助固定,容易造成與人體組織接觸不穩定,導致信號失真的問題。因此,提高水凝膠與人體組織的粘附性,避免使用外部輔助固定,有利于生理信號的穩定檢測。但是,制備具有多功能的粘附水凝膠生物電子是一項具有挑戰性的任務。
受天然酶催化反應和貽貝粘附化學啟發,西南交通大學魯雄教授和謝超鳴副教授團隊設計了一種可用于制備多功能粘附水凝膠生物電子的仿貽貝納米酶(TA-Ag)。該仿貽貝納米酶由天然多酚單寧酸(TA)螯合銀納米顆粒(Ag NPs)構成,同時具有過氧化物酶活性和類似于貽貝的粘附性。首先,利用其高效穩定的過氧化物酶活性,仿貽貝納米酶可在無外界刺激下,如UV光照和熱引發,催化水水凝膠自成型。其次,仿貽貝納米酶通過其過氧化物酶活性產生的ROS,結合Ag本身的抗菌性,為水凝膠提供了催化抗菌性能。最后,基于TA與Ag NPs之間的電子轉移,仿貽貝納米酶提供了大量多酚基團給水凝膠,加強了其組織粘附性、機械性和導電性,使水凝膠可在無外部輔助固定下穩定檢測人體生理信號。
圖1. 仿貽貝納米酶(TA-Ag)催化機理。(a)仿貽貝納米酶通過其表面的電子轉移維持酚-醌氧化還原平衡。(b)仿貽貝納米酶催化水凝膠自成型。(c)仿貽貝納米酶賦予水凝膠催化抗菌性能。(d)仿貽貝納米酶賦予了水凝膠良好的機械性能、粘附性和導電性,可用于粘附人體皮膚檢測生理信號。
該工作以Mussel-inspired nanozyme catalyzed conductive and self-setting hydrogel for adhesive and antibacterial bioelectronics為題目發表于《Bioactive Materials》。論文共同第一作者為西南交通大學材料學院在讀博士賈占榮和在讀碩士呂炫漢。魯雄教授和謝超鳴副教授為共同通訊作者。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X21000451
- 華南理工邊黎明、趙鵬超、張琨雨教授團隊 Nat. Chem.:開發超強水下“萬能膠” - 靈感源自海洋生物 2026-03-31
- 南京大學徐凝/朱嘉 AFM:用于高效穩定蒸發冷卻的氟彈性體界面改性吸濕水凝膠 2026-03-20
- 西安交大郭保林教授團隊 Nat. Commun.:超快速自凝自膨脹自推進高粘附促凝止血粉末 - 開創不可按壓出血止血救治新模式 2026-02-19
- 浙大張鵬 Adv. Mater.:陰離子-π互鎖結構可注射導電水凝膠 - 構建穩定的組織-生物電子橋梁 2026-03-21
- 上海交大張智濤團隊 Adv. Mater.:面向表皮電子的新型高導電銀漿生物粘合劑 2026-03-13
- 華南理工大學王瑞、謝從珍/深圳大學徐華松 Nat. Commun.:用于靜電防護的可切換導電-絕緣態可逆介電聚合物 2026-02-16
- 青島大學牛海濤、周華教授團隊 IJBM:天然植物基、無氟多功能涂層織物的構建與性能研究 - 集高牢度超疏水、抗菌與抗氧化于一體 2026-03-13