科研進展
蘭州化物所表面減摩潤滑改性研究取得新進展
人口老齡化對高端醫(yī)療器械提出了迫切需求。表面減摩潤滑改性是降低器械與組織表面摩擦力、緩解病人痛苦、提高手術操作精準度的關鍵手段。表面修飾水凝膠涂層可有效提高醫(yī)療器械表面的潤滑性能，成為該領域的研究前沿和產業(yè)關注點。然而，現(xiàn)有水凝膠涂層技術普適性較差，特別是如何在長窄徑/非透明導管器械內表面可控修飾水凝膠潤滑涂層已成為該領域關鍵科學難點與技術挑戰(zhàn)。
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室材料表面與界面研究團隊，以富含多巴胺的黏附膠為鍵合-引發(fā)層，利用兒茶酚普適的黏附性、金屬離子配位能力以及自身的氧化還原活性，提出了一種無需紫外光輔助的界面連續(xù)氧化還原聚合-潤滑改性新技術（圖1）。該技術解決了課題組前期報道的SCIRP（ Advanced Materials, 2018, 30(50): 1803371）和UV-SCIRP方法（Advanced Materials, 2022, 34(11): 2108889、Matter, 2022, 5(2): 634）的工程局限性（本體催化劑摻雜和UV輻照），突破了醫(yī)療器械導管內腔道潤滑改性的關鍵科學難點。
圖1. 表面潤滑改性技術-界面科學原理
圖2. 親水潤滑涂層的界面原位生長過程
得益于兒茶酚對鐵離子優(yōu)異的配位能力，整個反應場所被限制在固液界面附近，抑制了自由基聚合熱擴散效應，避免了本體溶液的聚合，可實現(xiàn)寬溫域低能量潤滑改性（反應溫度可突破-2℃）。首次捕獲到了水凝膠涂層的原位可控生長過程（圖2）。該技術能在復雜形狀的多型號醫(yī)療器械上生長均勻的水凝膠潤滑涂層，特別是能在不透明長窄徑器械管道（1.2 m）的內表面生長潤滑涂層。水凝膠潤滑涂層與基材界面結合良好，能顯著降低基材和器械的表面摩擦系數(shù)（圖3）。
圖3.多型號醫(yī)療器械表面潤滑改性應用驗證
該潤滑改性新技術有望在醫(yī)療器械和表面工程領域廣泛應用。目前，該技術已獲中國發(fā)明專利授權，正積極推進應用轉化。
相關研究成果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition（https://doi.org/10.1002/anie.202209741）上，中科院大學張云雷博士生為論文第一作者，麻拴紅副研究員和周峰研究員為通訊作者。
