IF 60+:这篇CSR综述带我们走进离子凝胶的世界
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发布时间:2024-10-17 17:48
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时间:2024-10-18 01:14
离子凝胶因其独特的性质,在生物医学应用中展现出巨大潜力。本文聚焦于离子凝胶的最新发展,特别是基于离子液体(IL)的凝胶,探讨了其物理特征、化学性质以及在生物医学领域的应用前景。研究团队由南特大学的Jean Le Bideau、新加坡国立大学的Chaobin He、新加坡科技研究局的Zibiao Li和河南工业大学的Teck-Peng Loh共同完成,相关成果发表在《Chemical Society Reviews》上。
首先,本文概述了不同类型的IL及其关键理化和生物学性质。IL可分为质子IL和非质子IL,其中常见阳离子家族包括咪唑、吡啶、哌啶、吡咯烷和铵,阴离子种类繁多,如图2所示。IL具有高导电性、热稳定性和宽电化学窗口,这些特性使得它们成为制造先进功能材料的有吸引力的候选者。
由IL制成的离子凝胶能够完美继承IL的性质,具有潜在的应用价值,特别是在可穿戴应变传感器和生化检测中。此外,具有生物相容性、抗菌性和生物降解性的IL为开发新型生物材料提供了新思路。基于这些IL的离子凝胶可以继承这些生物学特性,在生物医学领域具有广泛的应用前景,如可穿戴设备、药物输送系统和伤口愈合。
本文详细介绍了离子凝胶的制备方法,包括化学和物理凝胶方法,如直接混合、小分子凝胶剂和金属或无机纳米材料封装等。这些方法能够制造出不同类型的离子凝胶,如以聚合物为主体网络、以小分子为宿主网络或具有无机基质的离子凝胶。聚离子液体(PIL)作为一种特殊的离子聚合物,因其独特的机械强度、耐久性、可加工性和结构多功能性而受到关注。
离子凝胶的典型特性包括流变和机械性能、离子电导率、热稳定性和电化学稳定性等。此外,它们还展现出生物相容性、生物降解性、自愈性能、形状记忆、发光特性和抗菌特性等新兴特性,使离子凝胶在生物医学应用中展现出巨大潜力。
离子凝胶在生物医学领域具有广泛的应用,如可穿戴和传感应用、治疗输送系统、伤口愈合和生化检测等。此外,作者还探讨了离子凝胶在生物医学应用中的挑战和可能策略,包括成本与性能平衡、开发生物相容性IL、设计智能离子凝胶系统以及提高生物降解性等。
未来的研究方向包括定制化电离凝胶以满足生物医学应用的特定需求、开发更具生物相容性的IL、制造用于药物释放的刺激响应离子凝胶、建立离子凝胶的回收程序以减少环境影响和降低成本。这些努力将推动电离凝胶在生物医学领域的应用,为研究者提供更多创新的材料和解决方案。