非极性共价键是什么意思(怎么区分极性和非极性共价键)

对于伤口敷料粘合剂来说,实现快速和强粘合同时又可逆是一项挑战,尤其是当被粘物皮肤表面柔软多毛时。通过将基于硼酸酯的动态共价键引入聚合物网络中,我们结合了它们的共价特性以实现强粘附性及其动态特性,从而实现快速和可逆的粘附。在水活化的几秒钟内,粘合剂膜的顶部表面会软化,从而与被粘物进行保形接触。大块薄膜保持干燥并有效地传输网络内的负载以实现强附着力。超快和部分活化的动态共价键的结合为下一代伤口敷料粘合剂提供了一个概念。

粘合剂通常分为两类:那些由于在界面处形成共价键而具有高但不可逆的粘合强度且部署缓慢的粘合剂,以及其他快速部署且粘合可逆但由于形成而强度较弱的粘合剂的非共价键。发挥这两个类别的优势仍然具有挑战性,但对于开发下一代伤口敷料粘合剂至关重要。在这里,我们报告了一种由动态硼酸酯共价键组成的快速可逆粘合剂,由聚乙烯醇 (PVA) 和硼酸 (BA) 形成,可用作伤口敷料粘合剂。力学测试表明,胶膜剪切强度为61 N/cm 2,经皮粘合强度为511 N/cm 2,在应用后 2 分钟内生成。然而,当暴露于过量的水时,薄膜可以毫不费力地剥离。PVA/BA 粘合剂的机械性能可通过改变交联密度来调节。在被水活化的几秒钟内,PVA/BA 薄膜中的表面硼酸酯键发生快速脱粘和瞬间软化,导致与被粘物的保形接触并在界面处重新形成硼酸酯键。同时,体膜保持脱水以提供有效的负载传输,这对于实现强粘附力而不在界面处分层很重要。无论基材表面是光滑的(例如,玻璃)还是粗糙的(例如,毛茸茸的老鼠皮肤),与临床医学中最广泛使用的局部皮肤粘合剂 Dermabond 相比,PVA/BA 粘合剂都表现出优异的粘合力。

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图文简介

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PVA/BA 粘合剂示意图。(A和B)水活化后顶部近表面区域的即时软化(A)允许通过动态共价键快速粘附到伤口部位(B)。

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PVA/BA 水溶液在去离子水中的流变行为(PVA/BA,20 wt%)。( A和B ) 不同重量比的 PVA/BA 的物理外观 ( A ) 和相应的网络和化学结构图示 ( B )。( C ) PVA/BA 5/1、8/1、15/1、30/1 和 50/1 溶液的剪切扫描。( D – F ) PVA/BA 5/1 ( D )、8/1 ( E ) 和 15/1 ( F ) 的频率扫描) 水溶液。实心蓝色圆圈表示剪切储能模量 (G') 随着频率的增加;实心红色圆圈,剪切损耗模量 (G'') 随频率增加;空蓝色菱形,剪切储能模量 (G') 随频率递减;和空的红色菱形,剪切损耗模量(G'')随着频率的降低。

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( A – F ) PVA/BA 在玻璃上的附着力。( A ) 单关节搭接剪切试验说明。( B和C ) PVA/BA 5/1、15/1、30/1 和 50/1 薄膜与 Dermabond的代表性单接头搭接剪切试验曲线 ( B ) 和峰值粘合强度 ( C )。( D ) 用于测量经皮粘合强度的拉伸试验说明。( E和F ) PVA/BA 5/1、15/1、30/1 和 50/1 薄膜与 Tegaderm 的代表性拉伸试验曲线 ( E ) 和峰值粘合强度 ( F )。(G -我) PVA/BA 粘合剂对毛茸茸的老鼠皮肤的粘合性能。( G ) 用于研究经皮粘合强度的拉伸试验说明。( H和I ) PVA/BA 5/1、15/1、30/1 和 50/1 薄膜与 Dermabond 的代表性拉伸试验曲线 ( H ) 和峰值粘合强度 ( I )。( J ) 用于测量皮肤切口周围粘合强度的切口测试示意图。( K和L ) 代表曲线 ( K ) 和峰值粘合强度 ( L) PVA/BA 5/1、15/1、30/1 和 50/1 薄膜与 Dermabond 和裸露皮肤(有切口但没有粘合剂)的比较。所有 PVA/BA 薄膜均通过浸入水中 10 s 进行活化,并在顶部施加 2-N 力以保证良好的接触。按照说明使用商业产品,在顶部施加 2-N 力进行比较。

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论文信息

论文题目:Fast, strong, and reversible adhesives with dynamic covalent bonds for potential use in wound dressing

通讯作者:杨澍

通讯单位:宾夕法尼亚大学


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