科研人员备出黑磷基光致形变复合材料

近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员喻学锋、副研究员阮长顺等合作，成功制备出生物可降解的黑磷/聚氨酯复合物。该复合物可“植入”复杂形状记忆，在光照下展现多样形变。

形状记忆材料是一类能够暂时固定在临时形状、受到外界刺激后回复到初始形状的智能材料，在柔性电子、生物医学等领域展现了越来越广的应用前景。开发可智能响应近红外光的生物可降解形状记忆材料，具有巨大的临床应用价值，但同时也面临着巨大挑战。

在该研究中，研究团队合成了黑磷纳米片（黑磷烯）作为近红外光热纳米填料，同时以具有可控降解的优异热致形状记忆性能的哌嗪基聚氨酯材料为聚合物主体，复合获得一种新型生物可降解且生物相容性优异的黑磷/聚氨酯光致形变材料。该复合物在808nm光照射下可以快速升温，引发复合材料的形状变化，形状回复率约为100%。体外和体内检测结果进一步表明，这种复合材料在活体内展现出很好的近红外光致形变效应，且具有良好的生物相容性，其中聚氨酯可以自然降解成无毒的二氧化碳和水，而黑磷也可降解为无毒的磷酸盐。该复合物未来有望应用于各种自扩张支架、药物控释和可植入电子器件等生物医疗领域。

相关研究成果以 Biodegradable near-infrared-photoresponsive shape memory implants based on black phosphorus nanofillers 为题，发表在生物材料领域期刊 Biomaterials 上。该研究得到了中科院前沿科学研究重点计划、国家自然科学基金、广东省人才计划、深圳市科学技术研究基金等的资助。

a，黑磷/聚氨酯复合物的制备过程；b，黑磷/聚氨酯复合膜光致形变行为展示；c，黑磷/聚氨酯复合柱在体外和体内的光致形变行为展示。