具有光诱导和金属离子诱导交联作用的高强度聚（乙烯醇）水凝胶

《ACS Applied Polymer Materials》：High-Strength Poly(vinyl alcohol) Hydrogels with Photo- and Metal-Ion-Induced Cross-Linking

聚乙烯醇水凝胶通过光交联、预拉伸及铝酸根配位协同增强机械性能（365倍拉伸强度，762倍韧性），细胞相容性优异，适用于医用敷料和可穿戴设备。

　　

聚乙烯醇（PVA）水凝胶在生物医学应用中常常受到限制，主要原因是制备时间较长、机械性能不足以及依赖有毒的化学交联剂。本文采用三步法制备了一种具有高强度和良好细胞相容性的PVA水凝胶：首先通过光交联形成水凝胶，然后进行预拉伸以增强分子链的密度，最后通过COO^––Al³⁺配位作用对其进行固定。实验结果表明，当预拉伸程度为100%且Al³⁺浓度为0.05 mol/L时，该水凝胶的拉伸强度提高了365倍，韧性提高了762倍（相比仅进行光聚合的水凝胶）。这种性能提升主要归因于预拉伸导致的分子链密度增加与随后的铝-羧酸根配位作用的协同效应。此外，该水凝胶还具有良好的细胞相容性。通过依次进行水凝胶网络形成、预拉伸和金属离子配位的策略，该水凝胶能够兼具优异的强度和良好的细胞相容性，因此有望应用于医疗领域，例如伤口敷料和可穿戴设备。