综述：通过可逆失活自由基聚合技术精准构建水凝胶结构

《Materials Horizons》：Harnessing precision in hydrogel architectures through reversible-deactivation radical polymerisation techniques

本综述系统阐述了可逆失活自由基聚合（RDRP）技术（如RAFT、ATRP、NMP）在水凝胶精准合成中的突破性进展，通过分子水平调控网络结构实现功能基团均匀分布，显著提升水凝胶在自愈合、多重响应、生物活性等领域的性能，为生物医学和软物质材料设计提供新范式。

　　

水凝胶架构的精准调控革命

传统水凝胶合成依赖自由基聚合过程中链增长与交联的随机进行，导致网络结构可控性差。可逆失活自由基聚合（RDRP）技术通过建立活性种与休眠种之间的动态平衡，实现了对聚合物链增长的精准控制。这种分子级别的操控能力使得水凝胶的三维网络结构、孔径分布和功能基团空间排列得以精确设计，为先进功能材料的开发奠定了基础。

RDRP核心技术的协同效应

可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合凭借其独特的链转移剂机制，可兼容多种功能性单体；原子转移自由基聚合（ATRP）利用卤代烃引发剂与过渡金属催化剂的氧化还原循环，实现对分子量及其分布的精确定制；硝基氧介导聚合（NMP）则通过稳定的氮氧自由基调控聚合过程。这些技术共同构成了水凝胶精准合成的工具箱，显著改善了材料的溶胀行为、机械性能和功能一致性。

功能集成与智能响应设计

通过RDRP技术将刺激响应单元（如温敏性N-异丙基丙烯酰胺、pH敏感性丙烯酸）与交联网络进行有序整合，可制备多重响应型水凝胶。这类材料在生物医学领域展现出巨大潜力：温度/pH双重响应水凝胶可实现药物的靶向释放，光敏基团修饰的网络结构可用于光控组织工程支架，而动态共价键的引入则赋予材料自愈合特性。

生物医学应用的突破性进展

在组织工程领域，RDRP制备的梯度结构水凝胶可模拟天然细胞外基质的机械信号空间分布；生物电子学应用中，导电聚合物网络与水凝胶的精准复合提高了生物传感器的信号稳定性；药物递送系统则通过可控孔径结构实现了释药动力学的精准调控。这些进展标志着水凝胶材料从“通用型”向“定制化”的重大转变。

未来展望与挑战

尽管RDRP技术显著提升了水凝胶的结构精度，但生物相容性单体的开发、大规模生产工艺的优化以及体内长期稳定性的评估仍是亟待解决的问题。随着3D打印技术与RDRP的结合，个性化医疗器材的开发将迎来新的机遇，而机器学习辅助的分子设计有望进一步加速功能水凝胶的材料创新。