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硅弹性体因其制造成本低、光学透明性好、生物无毒、气体渗透性优异、弹性可恢复以及力学性能稳定性等优点，已被广泛应用于制造生物医学植介入材料器械、传感器和药物释放载体等。然而，成型的硅弹性体表面往往是生物惰性和疏水的，不能满足植介入领域的生物医用需求。特别是硅弹性体器械在水环境中使用时，其表面通常与组织或接触材料具有较高的摩擦力，不可避免地会给患者带来疼痛，增加手术操作难度。因此，发展先进的表面修饰改性方法学，在硅弹性体表面修饰具有机械承载和抗剪切特性的功能性亲水涂层，以提高硅弹性体材料或器械表面的水润滑性能成为领域内重点关注焦点。
为解决上述问题，受人体关节软骨层特殊生化结构的启发，本文提出了一种在聚二甲基硅氧烷（PDMS）有机硅弹性体表面键合强韧层状软物质润滑涂层的新策略。具体而言，研究人员基于先前提出的表面催化引发自由基聚合方法（SCIRP，DOI 10.1002/adma.201803371），以掺杂纳米铁颗粒的PDMS为催化生长模板，在其表面制备得到含ATRP引发剂的P(AAm-co-AA-co-HEMA-Br)/Fe双交联型高强度水凝胶涂层；接着采用前期发展的亚表面引发自由基聚合方法学（sSI-ATRP，DOI 10.1360/N032018-00161），将亲水性两性聚电解质刷（PSBMA）化学接枝和嵌入到高强度水凝胶涂层的亚表面，成功在PDMS硅弹性体表面制得仿生双层功能润滑涂层。高强度水凝胶层提供高承载能力，而表面的聚合物刷/水凝胶复合层赋予材料优异的水润滑性能。
在疏水的PDMS硅弹性体表面构筑了层状亲水润滑涂层。其中，PDMS作为待修饰基底，中间的高强度水凝胶层作为承载层，表面的聚合物刷/水凝胶层作为润滑层。在水环境中，以钢球（φ6）作为摩擦副，10 N载荷下（2–3 MPa），经过50,000次滑动循环后，修饰了层状亲水润滑涂层的PDMS表面仍能保持稳定的低摩擦系数(COF < 0.05)。此外，由于两性聚电解质刷共价嵌入于高强度水凝胶的亚表面，从而大大提高了传统聚合物刷材料在宏观尺度的机械耐磨性。
此项研究为医疗器械表面制备低摩擦、高承载和强耐久性的亲水润滑涂层提供了理论指导和技术途径。
高璐瑶，兰州大学有机化学系博士研究生，中国科学院兰州化学物理研究所联合培养在读博士生，指导老师为梁永民教授和麻拴红副研究员。研究领域包括有机生物大分子的合成、湿黏滑聚合物材料。
赵晓铎，中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室特别研究助理。南京理工大学本硕博连读，师从熊党生教授。研究领域包括生物医用高分子材料的表面润滑改性、水凝胶的摩擦磨损机理及高性能生物润滑剂产品研发工作。
麻拴红，中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室副研究员。中国科协机械工程学会“青年人才托举工程”入选者，甘肃省杰出青年基金项目获得者，国际仿生工程学会青年委员，《中国化学快报》青年编委。以第一或通讯作者在Matter、Adv Mater、Angew、Adv Funct Mater、Friction等期刊发表高水平论文30余篇，获授权专利12件。从事表面润滑改性、生物润滑剂、仿生水润滑材料和界面黏滑机制研究与理论建模等领域基础研究工作及产品技术研发工作。
梁永民，教授、博士生导师，兰州大学化学化工学院院长。国家“有机化学创新群体”学术骨干成员，中国科学院大学博士生联合培养导师。获甘肃省科技进步三等奖2项，甘肃省自然科学二等奖2项，多次获得国家自然科学基金资助。研究领域包括功能有机新材料的合成及应用、过渡金属催化下的有机合成反应方法学和不对称催化及其在有机合成上的应用。
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域的国际性学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2020年度影响因子为6.167，在国际摩擦学领域十余种SCIE数据库收录期刊中排名第一，成为我国乃至亚洲首个进入全球机械工程领域前8名的国际学术期刊（大类学科排名前6%），2020年在线发文量超过160篇。
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