具有可逆形状转变的聚合物胶体作为刺激响应的仿生微系统引起了越来越多的兴趣。美国提阿拉巴马大学出了聚（甲基丙烯酸）（PMAA）水凝胶胶囊，其完全可逆地塌陷以响应聚（苯乙烯磺酸钠）（PSS）引起的渗透压差异。具有纳米高度水合壁的胶囊是通过多层组装方法，并使用5 μm立方牺牲模板合成的。响应渗透诱导应力的胶囊变形程度和应力去除后的形状恢复由网络交联密度、PMAA 电离和 PSS 浓度控制。胶囊在小渗透压（6-20 kN m–2)，但它们在面和边缘完全向内弯曲，在更高的渗透压 (>33 kN m–2)下保持未塌陷的顶点。与在pH =8时去除 PSS 后立即恢复形状不同，在pH = 3时观察到长达 3 天的长期松弛。观察到的变形行为表明由于初始刚性点（如顶点和边缘）对施加的压力有统一的响应。该研究带来了关于非球形水凝胶弹性变形的基础知识，这对于开发可控递送、传感和微流体领域的适应性系统至关重要。
图 2. 立方体 (PMAA) 多层水凝胶胶囊的多层组装示意图。
图 3. 由 PMAA–NH2–6.4和PMAA–NH2–2.5共聚物组装而成的10层PMAA* (a,c,e) 和PMAA** (b,d,f) 多层水凝胶胶囊的光学荧光显微镜图像 ， pH = 3 (a-d) 和 pH = 8 (e,f)；在EDTA处理之前（a，b）和之后（c-f） 。
图 5.在 0.1 wt % (a)、0.3 wt % (b)、0.5 wt % PSS (a-d) 存在下，pH = 8 缓冲溶液中立方 (PMAA*)水凝胶胶囊的光学荧光图像 。 在PSS用 pH = 8 (h-k) 的缓冲液冲洗掉之后光学荧光图像。
相关论文以题为Complete pH-Dependent Shape Recovery in Cubical Hydrogel Capsules after Large Osmotic Deformations发表在《Macromolecules》上。通讯作者是美国提阿拉巴马大学Eugenia Kharlampieva。
参考文献：
doi.org/10.1021/acs.macromol.1c00650
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