仿生抗冻水凝胶的设计策略及展望

在自然界中,许多生物展现出很强的抗冻能力,能够在极冷的环境中生存。受这些生物抗冻性的启发,研究人员开发了许多先进的抗冻水凝胶材料,并探索其在柔性电子、柔性能源和生物科学等不同领域的潜在应用。基于耐寒生物抗冻性的基本机制,总结了抑制冰核形成和抑制冰晶生长的两类合成抗冻水凝胶的策略:可以引入有机溶剂、酸、两性离子、盐等方法抑制冰核形成;可以引入防冻蛋白(AFPs)、构建核壳纳米结构和聚合物互穿网络结构(IPNs)等方法抑制冰晶生长。简要介绍了每种策略的优缺点,讨论了不同合成策略与所得到的水凝胶性能。最后,提出了抗冻水凝胶未来的发展方向。

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本文档关键词:仿生,计策,展望,凝胶,抗冻水