通过酰肼–Zn2+配位作用及疏水作用实现多重功能的凝胶材料：兼具抗菌性、荧光特性和导电性

《Journal of Polymer Science》：Multifunctional Hydrogels with Antibacterial, Fluorescent, and Conductive Properties via Acylhydrazone–Zn2+ Coordination and Hydrophobic Association

　　

摘要

开发同时具备抗菌活性、荧光响应性和导电性的多功能水凝胶仍然是软材料设计中的一个重要挑战。本文报道了一种基于疏水相互作用和酰腙–Zn²⁺配位作用的多功能水凝胶平台。通过溶剂交换策略，将一种疏水单体（BHPAA）引入水凝胶网络中，形成了疏水结构域；随后与Zn²⁺发生配位反应，使得该水凝胶的拉伸强度达到1.07 MPa，韧性为3.38 MJ/m³。酰腙–Zn²⁺复合物能够显著增强荧光强度（超过1400%），并且对Zn²⁺具有高度选择性，从而可以利用Zn²⁺作为“墨水”和EDTA作为“擦除剂”实现可重写的信息加密。同时，该水凝胶还表现出良好的导电性（6.32 mS·cm^?1）和强大的抗菌活性（对大肠杆菌的抑制率为48%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为93%）。将这三种功能（抗菌、荧光和导电）结合在单一材料平台中，使得该水凝胶成为柔性电子器件、信息安全系统和生物医学应用领域的潜在候选材料。本研究提供了一种通过金属配位化学方法设计多功能水凝胶的通用策略。

图形摘要

一种含有Zn²⁺的P(AM-BHPAA)水凝胶集成了机械强度、对Zn²⁺的选择性荧光、离子导电性和抗菌活性。疏水相互作用和酰腙–Zn²⁺配位作用使其具备可重写信息加密、应变传感和抗菌保护的能力，为柔性电子器件和生物医学应用提供了多功能平台。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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