過氧化氫是一種重要的活性氧，其在生命活動中，扮演著免疫標志的角色。當體內某細胞或組織發生炎癥、癌變等病變時，過氧化氫在該部位會過度表達，使體內該局部區域過氧化氫濃度升高，進而引起免疫應激等反應。因此，通過構建過氧化氫刺激響應型材料，實現對過氧化氫的高靈敏性、專屬性檢測，以及開發相應的釋放體系，具有十分積極的意義。
埃洛石是在我國分布廣泛的一種特色礦產資源，其結構中的鋁氧八面體層與硅氧四面體層之間的空間不相匹配性，以及水合作用的影響，使埃洛石礦物的片狀晶體可在天然條件下自然卷曲成管狀結構，即埃洛石納米管。對比碳納米管，其水分散性更加出色，內腔體積更大，生物相容性更加良好，結構中大量存在的羥基使其更易于表面改性。上述優點使其在刺激響應材料領域具有良好的應用前景。
近年來，張海磊博士在埃洛石納米管基過氧化氫刺激響應型材料領域取得了一系列研究成果。
利用埃洛石納米管表面羥基與芳基硼酸基團的脫水縮合反應，將熒光基團修飾在埃洛石納米管表面。連接埃洛石納米管和熒光分子間的硼-碳鍵可在過氧化氫作用下發生斷鍵，使體系熒光發生改變。基于上述機制，開發了具有對過氧化氫具有熒光衰減（turn off）和熒光增強（turn on）刺激響應行為的熒光材料，系統評價了上述材料用于過氧化氫檢測的專屬性、靈敏性和準確性，實現了細胞水平過氧化氫的檢測（ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7: 23805–23811等）。
繼續利用上述反應機制，將含有兩個芳基硼酸基團的分子修飾在埃洛石納米管表面結構中，合成了含有芳基硼酸基團的改性埃洛石納米管，其結構中的芳基硼酸基團可繼續與天然多糖等多羥基聚合物發生脫水縮合反應，制備水凝膠。水凝膠結構網絡中形成的硼-碳鍵也可在過氧化氫作用下發生斷鍵，使水凝膠在過氧化氫存在條件下發生解聚，賦予其過氧化氫刺激響應性能。進一步改性埃洛石納米管開發為載體材料，使載藥水凝膠的釋藥行為也具有明顯的過氧化氫刺激響應行為。埃洛石納米管的引入有效抑制了藥物在非過氧化氫介質中的“突釋”行為（ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9: 31626-31633）。
通過進一步合成具有雙芳基硼酸官能團和熒光單元的交聯劑，以及調節配比、反應溫度、反應時間等因素，實現了對載藥凝膠釋放性能的調控，實現了對載藥凝膠釋放性能的調控。使合成的水凝膠在人體正常組織過氧化氫濃度時幾乎不發生釋藥，在病變組織過氧化氫濃度時發生釋藥，且在12 h內釋放完全。并通過建立熒光強度和藥物釋放度之間的關系，可實現利用熒光強度直觀觀察藥物釋放程度的目的（Chemical Engineering Journal, 2020, 380: 122474）。
此外，提出了利用超高價態過渡金屬介導的氧化還原引發體系，實現對埃洛石納米管一步接枝改性的目的，該方法有望實現多種常見烯類單體的接枝，為進一步制備聚合物基復合材料提供有益的嘗試（Chem. Commun., 2019, 55: 1040-1043等）。
上述工作是在河北大學巴信武教授團隊成員的合作下共同完成的。感謝國家自然科學基金委，河北省自然科學基金，河北省高等學校科學技術研究項目，河北大學高層次人才科研啟動經費項目，河北大學附屬醫院重點項目等經費支持。