Вдохновленные функцией динамической смазки суставов, было разработано множество биомиметических гидрогелей с реагированной смазкой для применения в биомиметической суставной надкостнице или движущихся механизмах. Однако в процессе эксплуатации износ или случайные повреждения существенно ухудшают механические и трибологические свойства гидрогеля, что серьёзно влияет на безопасность и срок службы материала. Поэтому разработка гидрогелей с хорошими самовосстанавливающими и смазочными свойствами при динамических сдвиговых условиях особенно важна для проектирования и изготовления биомиметических суставов и связанных подвижных компонентов с потенциальным биоинтерфейсным смазочным применением. В настоящем исследовании был сконструирован полупереходный гидрогель FT/OSA-PAM путем композитного создания сверхмолекулярной π-π нековалентной сети, реагирующей на сдвиг N-фталилметокарбонил-L-триптофана (FT), и динамически ковалентной Schiff-базовой сети натриевой окисленной альгиновой кислоты/полиакриламида (OSA-PAM). Альдегидные группы в OSA формируют обратимые Schiff-базовые связи с аминогруппами в сегментах PAM, что придает гидрогелю способность к реконструкции интерфейса; дезассемблирование сверхмолекулярной сети FT под действием сдвига приводит к частичному переходу гидрогель-коллоид, образуя коллоидный смазочный слой на поверхности для достижения функции сдвиговой смазки. После повреждения гидрогеля, из-за слабого воздействия сдвига внутри разреза, коллоид FT вновь собирается посредством π-π взаимодействий, совместно с формированием Schiff-базовых связей между альдегидами в OSA и аминогруппами в PAM гидрогель осуществляет самовосстановление при динамических сдвиговых условиях. Полупереходный гидрогель показал эффективность механического самовосстановления (89,51±9,21)% при динамическом сдвиге; функция реагирующей смазки была полностью восстановлена. Результаты исследования показывают, что синергетическая стратегия сверхмолекулярного π-π взаимодействия и динамических Schiff-базовых связей обеспечивает жизнеспособный путь для проектирования и изготовления биомиметических смазочных гидрогелей с высокой эффективностью сдвигового самовосстановления.

полупереходный гидрогель;самовосстановление;связь Шиффа;π-π взаимодействие;реагирование на сдвиг