大量天然组织具有层次化的多功能结构，由于每一层都由不同的细胞类型组成，因此表现出独特的物理化学性质。利用普通凝胶方法很难在人造软材料中构建如此复杂的多层结构。由于缺乏时空控制，因此需要一种基于活性聚合的可控连续生长过程来模拟生物组织生长。

近日，中科院兰州化物所周峰研究员，麻拴红副研究员，加州大学洛杉矶分校Ximin He报道了采用在紫外光（UV）照射和柠檬酸存在下将Fe³⁺还原为Fe²⁺的氧化还原机理，提出通过控制UV照射在载铁水凝胶基体表面生成Fe²⁺催化剂，进而诱导过硫酸钾催化分解为硫酸根，从而引发单体溶液的实时自由基聚合，成功在固-液界面处生成一层新的薄水凝胶。

文章要点

1）研究人员将该方法称之为UV触发表面催化自由基聚合（UV-SCIRP），该聚合可以在室温下在普通单体溶液中温和地进行，不需要任何促进剂/改性剂。

2）与常用的凝胶分层设计方法相比，UV-SCIRP具有良好的凝胶网络在水凝胶表面生长的时空可控性，从而可以创造出复杂的水凝胶结构，这是以前通过简单的物理堆积无法实现的。

3）通过重复UV-SCIRP，研究人员提供了一种基于时间控制的活性聚合生长过程来设计和制备具有可调层厚度、组成、几何形状和尺寸的各种多层水凝胶材料的通用策略。

这项工作为设计具有生物灵感的结构水凝胶和具有按需功能的复杂软结构提供了一条新的途径。

参考文献

Xu et al., Continuously growing multi-layered hydrogel structures with seamless interlocked interface, Matter (2021)

DOI：10.1016/j.matt.2021.11.018

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.11.018