石墨烯在醫(yī)藥和生物傳感器方面的應(yīng)用
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的化學(xué)家開發(fā)出兩種新的方法來表征三維大孔水凝膠，這是一種非常有希望被開發(fā)可用于催化劑，化學(xué)探測器，組織工程支架和吸附劑的碳捕獲“智能”響應(yīng)的材料。
卡耐基梅隆的研究人員，教授Krzysztof ·Matyjaszewski發(fā)表了他們的結(jié)果在5月發(fā)行的《Advanced Science》雜志上，文章作為雜志的封底。他們的研究結(jié)果是高分子科學(xué)領(lǐng)域，擁有悠久歷史的Matyjaszewski實(shí)驗(yàn)室的最新突破。
該3DOM水凝膠含有互連孔大小均勻的網(wǎng)絡(luò)。這些孔的配置可以使材料保持大量的液體，并影響材料的特性。
然而，雖然這些材料使用的是稱為膠體晶體模板工藝制成，而且工藝簡單容易，其性質(zhì)使得科學(xué)家難以表征3DOM水凝膠的確切內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
“這些使材料變得非常有用的多孔結(jié)構(gòu)，也同時(shí)讓他們?nèi)绱穗y以表征，”Matyjaszewski實(shí)驗(yàn)室的博士生Hongkun He說。 “這些毛孔可以容納大量的水，但如果你移除這些水進(jìn)行研究，毛孔會(huì)崩潰，你無法映射他們?！?
他和他的合作者們能夠采用間接電子顯微鏡法表征3DOM水凝膠。他們把水凝膠浸泡在交聯(lián)劑中，交聯(lián)劑會(huì)創(chuàng)建初始3DOM結(jié)構(gòu)的剛性逆向復(fù)制品。然后他們使用掃描電子顯微鏡（SEM）來照取逆副本的部分表面。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，他們能夠給水凝膠補(bǔ)充水分，這證明了材料的形狀記憶特性，這是創(chuàng)造智能材料的關(guān)鍵性能。
他也是能夠使用納米級分辨率的X射線顯微鏡（ZEISS Xradia 800超），解決水合3DOM凝膠結(jié)構(gòu)。該技術(shù)是無創(chuàng)和無損的，使研究人員能夠可視化水凝膠在環(huán)境條件下的3個(gè)維度。
“這標(biāo)志著第一次，我們已經(jīng)能夠視覺化這種材料中的可逆多孔結(jié)構(gòu)，”J.C. Warner大學(xué)的自然科學(xué)教授，Matyjaszewski說。 “定義好的3DOM水凝膠提供了各種各樣的功能性材料的通用平臺(tái)?！?
研究人員認(rèn)為，他們?yōu)?DOM水凝膠開發(fā)的簡單而有效的結(jié)構(gòu)表征方法，會(huì)推進(jìn)材料的研究。他們已經(jīng)能夠通過與有機(jī)化合物和聚合物接枝，作出進(jìn)一步化學(xué)修飾的3DOM水凝膠的孔。這個(gè)過程將允許他們使用水凝膠作為“干凝膠”，它可以演變成帶有編程特性和功能的材料，例如響應(yīng)材料，有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料和生物活性水凝膠消化或生物（宏觀）分子的分離。
