[01234715]聚氨酯/纳米银抗菌材料的原位可控聚合法制备及构效关系研究

卡宾（Carbene）在有机化学、材料化学等领域有着广泛的研究与应用,但是其活性太高,产生和消失均在极短的时间内完成,因此,如何适当降低其反应活性成为材料的制备与应用的技术难题。基于卡宾表面修饰及其后续相关反应,我们在生物医用材料领域开展了丰富的、多样化的研究与探索,取得的重要科学发现及突破性成果如下： 1. 建立表面修饰制备生物医用材料的普适性方法 开发反应条件温和、反应速率可控的修饰方法,是制备聚合物/纳米复合光学材料的重要方法,在材料科学的应用基础研究中有着举足轻重的意义。二芳基卡宾用作材料的表面修饰,其优势在于：第一,卡宾表面修饰技术具有普适性。插入反应是卡宾的一类重要的化学反应,主要包括对X-H键（X=C,O,N,…）的插入、对双键的加成以及反应物结构的重排。有机材料的C-H键、C=C键等化学结构,使卡宾插入反应具有普适性,可用于各类底物的表面修饰,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯等。第二,卡宾表面修饰过程具有快速方便、官能团多样化等优点。苯环经卡宾引入聚合物,进而可发生各类亲电取代反应,在二芳基母体上引入烷基、烷氧基、羰基、卤素等化学结构,以及羟基、氨基、羧基、磷酸基等多种活泼官能团,赋予底物材料抗菌、抗蛋白黏附等多种医学应用性能。 2. 获得性能优良、应用广泛的生物医用材料 本系列研究获得了多种性能优良的生物医用材料,创新性研究成果为下列三大类材料： （1） 在伤口敷料等领域具有应用价值的抗菌/抑菌材料：基于呋喃与马来酰亚胺的可逆反应实现纳米银颗粒的温控聚集,制备出性能可控的纳米银抗菌材料;基于有机硅季铵盐的链段长度实现抗菌性能的调控,制备出聚氨酯、明胶等复合抗菌材料。 （2） 在角膜矫正领域具有应用价值的医用光学材料：硫化锌纳米颗粒与甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类单体进行共聚反应,制备出超高硫化锌含量的、高度透明的复合光学薄膜;基于硫化锌的高折光率优势,制备出可用于隐形眼镜的角膜接触材料。 （3） 在医疗器械领域具有应用价值的生物工程材料：基于长链烷基等官能团的疏水性,制备出抗细菌黏附材料;基于双重氮甲烷的表面修饰,制备出力学性能与抗菌性能俱佳的聚合物复合材料。