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人工肌肉的制造

项目方向:生物医药

项目阶段:

所在地区:天津

发布时间:2018-03-26

项目进度

审核通过 方案制定 开始对接 对接中 对接成功

详细信息

一、项目简介

人工肌肉是指不用机械装置,而以电场驱动或者化学驱动的材料。目前用于制备人工肌肉的材料有高分子凝胶、导电高分子材料、液晶高分子材料、超分子系统、金路彰导复合材料等。其中,高分子凝胶以良好的生物相容性引起了广泛的关注。科学家们以为,除动物肌肉之外,唯有高分子水凝胶是可用于化学能向机械能转换的理想材料。

水凝胶的结构与体内的大分子基组分相近,但是大多数人造普通水凝胶的机械强度很差,并且随着含水量的增加而大幅度下降。传统上提高水凝胶强度的方法主要集中在改善水凝胶的交联密度上,但是仅仅通过提高交联密度并不能从根本上提高水凝胶的强度,并且还会大大降低水凝胶的柔韧性,使水凝胶变得很脆,另外变小的网格还会影响水凝胶的渗透性和扩散性能,从而限制了水凝胶的进一步应用。

本发明以海藻酸钠为高分子骨架,以丙烯酰胺及其衍生物为聚合单体,以二乙烯基苯、N,N'二亚甲基双丙烯酰胺或二甲基丙烯酸乙二醇酯为化学交联剂,以金属盐水溶液为离子交联剂,制备高弹性和高韧性的水凝胶。在制备水凝胶的过程中,添加含金属离子水溶液的有机物乳液,当制成的水凝胶收到外力拉伸到一定程度时,凝胶变形拼压有机物乳液,释放出金属离子并与杂化凝胶中的海藻酸钠交联,可显著提高凝胶强度,防止凝胶断裂。该制备方法具有可控性好,工艺简单,成本低等优点,得到的水凝胶材料能自增强,有望在人工软骨、人工肌肉以及柔性机器人制造等领域获得应用。


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