葡聚糖/聚环氧乙烷水包水乳液的流变学与摩擦学特性及其生物医学应用潜力

本推荐语聚焦于W/W（水包水）乳液这一独特胶体体系，通过研究D（葡聚糖）/P（聚环氧乙烷）模型乳液的微观结构、流变特性（如黏度η、剪切稀化）及摩擦学性能（如摩擦系数μ、速度无关润滑区），揭示了其低界面张力（~0.01 mN/m）和液滴变形行为对润滑机制的深层影响。研究发现该乳液在生理相关速度范围（10–100 mm/s）内呈现超低摩擦（μ < 0.01）且延迟弹流润滑（EHL）形成的特性，为开发新型生物医用润滑剂提供了理论依据与应用前景。

　　

Materials（材料）

实验采用平均分子量为35,000–45,000 Da的葡聚糖（Dextran, D）和200,000 Da的聚环氧乙烷（poly(ethylene oxide), P），购自Sigma-Aldrich（英国多塞特）。同时使用40,000 Da的异硫氰酸荧光素-葡聚糖（FITC-D）进行荧光标记。所有溶液均以MilliQ超纯水（电阻率≥18.2 MΩ·cm）配制，并添加叠氮化钠（0.02 wt%）抑制微生物生长。

Phase diagrams（相图）

众所周知，P和D在高浓度下因空间排斥作用发生相分离。图1a展示了本研究使用的聚合物相图，其中曲线为双节线（binodal curve），区分均相与两相区域。当组分浓度低于此曲线时体系呈均相，而位于双节线上方时则发生相分离形成水包水（W/W）乳液。

Conclusions（结论）

本研究表明，D/P基W/W乳液的微观结构、流变和摩擦学性能高度依赖其组成。增加P浓度（[P]）可提升整体黏度（η），而提高D浓度（[D]）则通过形成更大、更易变形的液滴增强剪切稀化行为。推测这些液滴在剪切作用下可转变为串状结构进入摩擦接触区，降低夹带润滑剂的η，从而延迟流体膜形成（即弹流润滑EHL起始点）。这种独特的速度无关润滑 regime（μ < 0.01，速度范围~10–100 mm/s）为设计高性能生物医用润滑剂提供了新思路。