聚氨酯水凝膠兼具水凝膠和聚氨酯的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械強(qiáng)度高，性能調(diào)控范圍廣，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)及工業(yè)領(lǐng)域。其中，高抱水量、高機(jī)械強(qiáng)度的單組份聚氨酯水凝膠具有施工方便、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，可作為一種優(yōu)異的高分子聚合物固沙材料，用于荒漠化治理、邊坡生態(tài)防護(hù)、水土流失防治等領(lǐng)域。

　　雖然國(guó)內(nèi)也有此類(lèi)聚氨酯材料相關(guān)研究報(bào)道，但尚不能合成該材料，而主要依賴(lài)于進(jìn)口。近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所生物基材料院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室萬(wàn)曉波研究員帶領(lǐng)的生物基及仿生高分子團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出新型聚氨酯材料，有望打破國(guó)外企業(yè)對(duì)此類(lèi)材料的壟斷。

　　研究人員通過(guò)對(duì)親水性聚氨酯樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計(jì)，調(diào)整了聚合物中鏈段排布方式及功能基團(tuán)的密度，促使凝膠時(shí)形成均勻而致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，突破了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，合成了具有高抱水量（最高可達(dá)為自身體積40倍）、高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異乳化性能的聚氨酯樹(shù)脂（圖一）。該單組份聚氨酯水凝膠所用均為工業(yè)原料，成本低廉，可望在實(shí)際生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用。

　　目前，該團(tuán)隊(duì)正在對(duì)凝膠機(jī)理及影響抱水量和機(jī)械強(qiáng)度的因素進(jìn)行深入研究，以期通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的優(yōu)化，進(jìn)一步提高抱水量和機(jī)械強(qiáng)度，并同時(shí)優(yōu)化貯存期、抗氧化及抗紫外等性能。

　　該項(xiàng)目得到了中科院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目以及合作企業(yè)資金支持。

    單組份聚氨酯水凝膠水中乳化及凝膠圖片。A：實(shí)驗(yàn)室合成的親水性聚氨酯樹(shù)脂；B：水中自乳化；C：與水反應(yīng)后形成的水凝膠 D:所形成的凝膠具有良好的自支撐性能。