目前的物質科學基礎研究對象中，水凝膠已成為一類重要的半固體軟物質，但高機械性能和快速溶膠/凝膠相變通常不可兼得。沐鸣娱乐丁建東團隊近來報道了一種可見光響應的水凝膠，其機械性能相對較高（儲能模量 ~10³ Pa），同時呈現相對快速、可逆的溶膠/凝膠相變。

丁建東團隊設計合成了攜帶鄰四甲氧基偶氮苯末端 (^AzoPEG) 的聚乙二醇鏈，通過多價鹽橋與表面固定的b-環糊精單元使用其七個胍離子 (Gu⁺) 懸垂物 (^GuCD) 的無機納米粘土（CNS）非共價交聯。當暴露於 625 和 450 nm 的可見光時，偶氮苯末端分別從反式異構化為順式和順式異構化為反式，並與表面固定的^GuCD 單元分離和連接。這種基於 CNS 的納米復合超分子體系的優勢在於其簡單的 3D 網絡結構，可以快速形成和斷裂，而無需緩慢的鏈纏結和解纏結過程，如圖1所示。

圖1. 水凝膠的光控gel-sol轉變示意圖。

(a) ^AzoPEG 包含具有鄰四甲氧基偶氮苯 (Azo) 末端的 PEG 鏈，可逆異構化 625 和 450 nm 的可見光；(b) ^GuCD 由b-環糊精組成，其 C-6 位上修飾了7個 Gu⁺。(c) 可見光響應水凝膠的 3D 交聯網絡結構示意圖及其光化學響應。多個^AzoPEG 鏈通過b-環糊精/偶氮苯主客體相互作用與固定的^GuCD 單元非共價交聯，在水中形成 3D 網絡。當受到 625 nm 和 450 nm 可見光照射時，由於 Azo 末端的反式到順式和順式到反式異構化，生成的水凝膠分別通過主客體復合物的解離和締合發生可逆的凝膠到溶膠和溶膠到凝膠的相變。

       光響應性水凝膠在光照下會發生可逆的溶膠/凝膠相變，使其在自修復材料、控釋藥物載體和組織工程支架方面具有廣泛的應用前景。

論文在國際化學領域的權威學術期刊《德國應用化學》發表：Fu Ye, Okuro Kou*, Ding Jiandong*, Aida, Takuzo*, Clay Nanosheet-Based Nanocomposite Supramolecular Hydrogel Enabling Rapid, Reversible Phase Transition Only with Visible Light. Angewandte Chemie, 137(4), e202416541 (2025)

該文第一作者為沐鸣开户、聚合物分子工程全國重點實驗室直博生付燁，其導師、全國重點實驗室主任丁建東教授以及兩位全國重的高級訪問學者（博士聯合培養合作導師、日本東京大學Takuzo AIDA教授和香港大學Kou OKURO副教授）為共同通訊作者。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416541