水凝膠因其具有優勝的親水、光滑，生物相容、藥物緩釋等特性而成為環保涂料的研究熱門。功能性的水凝膠涂層更是在工程以及醫藥領域有廣泛的潛在運用前景，包括藥物輸運、柔性機器人，人工皮膚，傳感，水下防污等。
一般制備水凝膠涂層的進程一般含有三個進程，包括單體共價聚合到聚合物鏈上；聚合物鏈交聯構成聚合物網絡；聚合物網絡和基材進行共價互聯。一般，這三個進程是同步進行的，而制備水凝膠原猜中不可避免的含有毒性組分（比方單體）、一定程度上約束了水凝膠涂層的運用，尤其是在醫藥領域。
關于普通涂料而言，交聯進程和互聯的進程是分隔的，哈佛大學的鎖志剛院士課題組，受此啟示，結合水凝膠運用場景特色，提出水凝膠涂料的概念，建立相關涂料體系，在該體系中，涂料的制備和涂料的運用進程分隔進行，整個涂層的制備進程分紅四個部分：配方調制、基材處理、涂料涂敷、固化。通過將有毒的工序停留在具有特別維護的含配方調制的制備進程，而下降運用進程中的風險和難度。
在介紹這一概念的進程中，研究者以p(AAm-co-TMSPMA) 水凝膠為例，先通過自由基聚合構成高分子水凝膠，在以硅烷作為偶聯劑完成水凝膠和基材的互聯。
對基材的預處理，主要是通過氧氣等離子體（O2-Plasma）和臭氧紫外線（Ozone UV）等技術進行處理，表面構成羥基基團，以便于在固化階段和硅烷偶聯劑結束效果構成致密的硅氧烷結構。該水凝膠涂料固化進程中，無毒無有害物質，環保，快捷。
在水凝膠涂猜中，由于凝膠內部的交聯和界面互聯（Interlink）相互獨立，最大化下降施工者在運用施工時和有毒物的接觸。此外，施工條件溫文，簡單，因該水凝膠涂料為液態，可以通過鏈轉移助劑（CTA：chain transfer agent）調停黏度規模，黏度從0.5Pa.s到1000Pa.s，橫跨三個量級，使得施工方法可以變得多樣，比方，刷涂、浸涂、旋涂、噴涂等等，均合適。其他，水凝膠涂料還可以通過單調處理，從液態變為粉末態，保存時間將得到進一步的延伸，在施工進程中，通過參與水，構成液態水凝膠涂料。
其他，作者還通過在配方中調度硅烷偶聯劑的參與量，優化和改進固化后水凝膠涂層和基材附著力（900 J/m2水平）。
在建立水凝膠涂料體系之外，課題組還對水凝膠涂料體系的或許運用做了一些探求工作，首要，運用浸涂方法將p(AAm-co-TMSPMA)水凝膠涂層引進到醫用金屬導線表面，通過調度浸涂的速度，可以調整表面涂層的厚度。進一步比較發現，涂層可以顯著減少原金屬導線表面缺點，大幅下降表面沖突系數（是未涂敷表面沖突系數的1/8），沖突檢驗50次后，仍然沒有明顯變化，保持穩定。
水凝膠涂敷的鎳鈦合金導線
此外，依據三種不同的施工方法，制備了其他三種水凝膠涂料，分別是：溫度靈敏水凝膠涂料（poly(N-isopropyl acrylamide-co-TMSPMA)）水下超疏油耐臟污型水凝膠涂料（p(AAm-co-TMSPMA)）、PH呼應性水溶膠涂料（poly(acrylic acid-co-TMSPAM)）三種水凝膠涂料的運用。
研究者提出水凝膠涂料這一創新性理念，緊緊圍繞著施工進程環境友好的特色，后續如在功能性方面多多加以探求，在制備技術方面和根底化學有更嚴密的結合，原材料方面將有望得到更大的豐厚，并滿足產業化要求，將有或許作為一匹黑馬，成為環保涂料的重要選項。
本論文以《Hydrogel Paint》為題發表在最新的在Advanced Materials雜志上。
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