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2022年6月17日上午,应兰州大学化学化工学院邀请,中山大学材料科学与工程学院付俊教授作了题为“多重网络水凝胶及其柔性电子器件”的报告。

报告会上,付俊教授介绍了水凝胶的发展及水凝胶的研究意义,阐述了多重物理交联水凝胶、导电水凝胶和植入式柔性传感器的相关研究进展,介绍了氢键和链缠结协同作用对水凝胶性能的影响、导电水凝胶的结构与传感性能之间的关系以及聚两性离子水凝胶的表面黏附策略,为水凝胶在生物医学领域及柔性传感领域的应用提供了重要思路。

个人成就

付俊教授为中山大学材料科学与工程学院教授,博士生导师。中科院百人计划、中山大学百人计划、浙江省杰出青年基金获得者,浙江省151人才培养工程、宁波市3315计划入选者,宁波市领军与拔尖人才。Journal of Polymer Science编辑,Journal of Materials Chemistry B编委,Materials Advances编委。 中国生物材料学会生物医用高分子材料分会委员。

主持国家重点研发计划项目(课题),国家自然科学基金面上项目,浙江省杰出青年基金项目等。已发表学术论文120多篇,出版英文专著1部,累计被引用近5300次,H指数38;获授权中国发明专利30项;多次在MRS秋季会议,中国材料大会,中国生物材料大会等重要的学术会议担任分会主席、作邀请报告或口头报告。应邀担任Adv Mater,PNAS,Nano Lett,Chem Mater,J Mater Chem B,Macromolecules等100多种学术期刊的审稿人。


学习经历

1995.09-1999.07,武汉大学,化学系,本科学生;

1999.09-2005.01,中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,硕博连读研究生;

2005.02-2007.03,德国马普高分子研究所,高分子材料课题组,访问学者;

2007.03-2010.03,美国哈佛医学院附属麻省总医院,研究员;

2010.04-2019.07,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,高分子与复合材料事业部,研究员;

2019.08-至今, 中山大学,材料科学与工程学院,教授。

主要业绩

水凝胶传感材料与器件是柔性电子学前沿领域的重要研究方向,水凝胶柔性传感材料的主要优势在于优异的生物相容性,类似生物组织的结构与机械性能,以及生物功能,在电子皮肤、人机界面、植入式电子器件等领域有重要的潜在应用。但水凝胶强度韧性差,难加工,与组织器官界面结合较弱,是亟待解决的共性科学问题。

付俊教授主要围绕水凝胶传感器的机械性能与灵敏度、水凝胶传感器构筑、水凝胶-组织界面作用等三个方面开展创新研究,探索水凝胶传感器在智能感知方面的应用。

主要学术贡献包括:

(1)提出了胶束疏水缔合交联和增强增韧机制,构筑多重物理交联网络,实现低阈渗导电,利用网络间协同作用,制备了高强、抗疲劳水凝胶,获得了高电导率和线性传感特性。获得了强度和韧性与人皮肤组织相当的水凝胶,并结合离子络合交联、三重网络结构设计等方法,实现了在宽域范围的力学性能调控,为制备适用于多种软组织的水凝胶材料奠定了基础。该工作启发国内外12个团队开展疏水缔合水凝胶研究,广泛地应用于组织再生修复、柔性传感器、能源等领域。

(2)利用3D打印、水凝胶折纸和宏观组装方法,通过刺激诱导结构演变或多种水凝胶界面组装集成,构筑二维阵列结构或三维仿生结构,提高传感灵敏度,降低检测限,检测平面或曲面上的应力分布。

(3)提出了基于两性离子静电偶极作用的水凝胶/组织界面粘附机制,阐明了两性离子单元与组织表面的作用原理,实现了可控、可逆的高强粘附;提出力致药物释放策略,促进抗菌、细胞生长与组织再生,提高器件/组织界面稳定性。针对植入式水凝胶传感器可能存在的感染风险,付俊教授提出力致药物释放策略,实现应力诱导的药物缓释和经皮渗透给药,从而高效抗菌,促进组织再生修复。

水凝胶材料的研究现状和未来发展趋势

付俊教授说,水凝胶是非常重要的仿生生物材料,近几年得到了非常快速的发展。关于未来的发展,他认为一方面是要向机理和原理的创新来发展,探索新型的水凝胶结构和水凝胶的性能和功能,另一方面,人们迫切地需要开发一些具有重要的应用前景的水凝胶功能材料,为人类的福祉服务。

参考来源:

中国化学会官网、中山大学官网、兰州大学官网等

Wiley人物访谈(视频版)——中山大学付俊教授

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