中科院科學家研究製備出黑磷基光致形變複合材料

近日，中國科學院科學家團隊——深圳先進技術研究院研究員喻學鋒、副研究員阮長順等合作，成功製備出生物可降解的黑磷/聚氨酯複合物。該複合物可「植入」複雜形狀記憶，在光照下展現多樣形變。

形狀記憶材料是一類能夠暫時固定在臨時形狀、受到外界刺激後回復到初始形狀的智能材料，在柔性電子、生物醫學等領域展現了越來越廣的應用前景。開發可智能響應近紅外光的生物可降解形狀記憶材料，具有巨大的臨床應用價值，但同時也面臨著巨大挑戰。

在該研究中，研究團隊合成了黑磷納米片（黑磷烯）作為近紅外光熱納米填料，同時以具有可控降解的優異熱致形狀記憶性能的哌嗪基聚氨酯材料為聚合物主體，複合獲得一種新型生物可降解且生物相容性優異的黑磷/聚氨酯光致形變材料。該複合物在808nm光照射下可以快速升溫，引發複合材料的形狀變化，形狀回復率約為100%。體外和體內檢測結果進一步表明，這種複合材料在活體內展現出很好的近紅外光致形變效應，且具有良好的生物相容性，其中聚氨酯可以自然降解成無毒的二氧化碳和水，而黑磷也可降解為無毒的磷酸鹽。該複合物未來有望應用於各種自擴張支架、藥物控釋和可植入電子器件等生物醫療領域。

相關研究成果以Biodegradable near-infrared-photoresponsive shape memory implants based on black phosphorus nanofillers為題，發表在生物材料領域期刊Biomaterials上。謝寒寒、邵俊東和馬宇飛為該論文共同第一作者。該研究得到了中科院前沿科學研究重點計劃、國家自然科學基金、廣東省人才計劃、深圳市科學技術研究基金等的資助。

a，黑磷/聚氨酯複合物的製備過程；b，黑磷/聚氨酯複合膜光致形變行為展示；c，黑磷/聚氨酯複合柱在體外和體內的光致形變行為展示。

（來源：中國科學院）

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