관절의 동적 윤활 기능에서 영감을 받아, 생체 모방 반응 윤활 하이드로겔이 관절 골막 또는 운동 기관의 적용 분야에 많이 개발되었습니다. 그러나 실제 사용 과정에서 마모 또는 우발적 손상으로 인해 하이드로겔의 기계적 성능과 마찰 성능이 크게 저하되어 재료의 안전성과 수명에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 동적 전단 조건에서 우수한 자가 치유 및 윤활 성능을 가진 하이드로겔을 개발하는 것은 잠재적인 생체계면 윤활 응용 가치를 지닌 생체 모방 관절 및 관련 운동 부품의 설계 및 제조에 특히 중요합니다. 본 연구에서는 전단 반응성 N-프탈로일메톡시카르보닐-L-트립토판(FT) 초분자 π-π 비공유 결합 네트워크와 동적 공유 결합 쉬프염기 결합이 있는 산화 알긴산 나트륨/폴리아크릴아미드(OSA-PAM) 네트워크를 복합하여 FT/OSA-PAM 반전환 하이드로겔을 제작하였습니다. OSA 내 알데히드기가 PAM 사슬 내 아민과 가역적인 쉬프염기 결합을 형성하여 젤 표면 재구성 능력을 부여하며, 전단 하에서 FT 초분자 네트워크의 해리로 인해 하이드로겔이 부분적으로 젤-솔 전환을 겪어 표면에 솔 윤활층이 형성되어 전단 윤활 기능을 구현합니다. 하이드로겔 손상 후 절개 내부의 전단이 약해 FT 솔은 다시 π-π 조립을 일으키며, 동시에 OSA 내 알데히드기와 PAM 내 아민 간 쉬프염기 결합이 협력하여 하이드로겔이 동적 전단 조건에서 자가 치유를 실현합니다. 본 반전환 하이드로겔은 동적 전단 조건에서 기계적 자가 치유 효율이 (89.51±9.21)%이며, 반응성 윤활 기능은 완전히 회복됩니다. 본 연구 결과는 초분자 π-π 상호작용과 동적 쉬프염기 결합의 시너지 전략이 효율적인 전단 자가 치유 성능을 갖는 생체 모방 골막 윤활 하이드로겔 설계 및 제작에 실용적인 경로를 제공함을 보여줍니다.

반전환 하이드로겔;자가 치유;쉬프염기 결합;π-π 상호작용;전단 반응