Angew.:发展光控智能超分子水凝胶

目前的物质科学基础研究对象中，水凝胶已成为一类重要的半固体软物质，但高机械性能和快速溶胶/凝胶相变通常不可兼得。复旦大学丁建东团队近来报道了一种可见光响应的水凝胶，其机械性能相对较高（储能模量~103Pa），同时呈现相对快速、可逆的溶胶/凝胶相变。

复旦大学丁建东团队设计合成了携带邻四甲氧基偶氮苯末端(AzoPEG)的聚乙二醇链，通过多价盐桥与表面固定的b-环糊精单元使用其七个胍离子(Gu+)悬垂物(GuCD)的无机纳米粘土（CNS）非共价交联。当暴露于625和450 nm的可见光时，偶氮苯末端分别从反式异构化为顺式和顺式异构化为反式，并与表面固定的GuCD单元分离和连接。这种基于CNS的纳米复合超分子体系的优势在于其简单的3D网络结构，可以快速形成和断裂，而无需缓慢的链缠结和解缠结过程，如图1所示。

图1. 水凝胶的光控gel-sol转变示意图。

(a) AzoPEG 包含具有邻四甲氧基偶氮苯 (Azo) 末端的 PEG 链，可逆异构化 625 和 450 nm 的可见光；(b) GuCD 由b-环糊精组成，其 C-6 位上修饰了7个 Gu+。(c) 可见光响应水凝胶的 3D 交联网络结构示意图及其光化学响应。多个AzoPEG 链通过b-环糊精/偶氮苯主客体相互作用与固定的GuCD 单元非共价交联，在水中形成 3D 网络。当受到 625 nm 和 450 nm 可见光照射时，由于 Azo 末端的反式到顺式和顺式到反式异构化，生成的水凝胶分别通过主客体复合物的解离和缔合发生可逆的凝胶到溶胶和溶胶到凝胶的相变。

光响应性水凝胶在光照下会发生可逆的溶胶/凝胶相变，使其在自修复材料、控释药物载体和组织工程支架方面具有广泛的应用前景。论文在国际化学领域的权威学术期刊《德国应用化学》发表：Clay Nanosheet-Based Nanocomposite Supramolecular Hydrogel Enabling Rapid, Reversible Phase Transition Only with Visible Light.Angewandte Chemie, 137(4), e202416541 (2025)该文第一作者为复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室直博生付烨，其导师、全国重点实验室主任丁建东教授以及两位全国重的高级访问学者（博士联合培养合作导师、日本东京大学Takuzo AIDA教授和香港大学Kou OKURO副教授）为共同通讯作者。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416541

（来源：复旦大学 版权属原作者，谨致谢意）