生物相容性水凝胶主要用于镜片

中国科学家设计了基于植物器官双分子层结构的生物相容性水凝胶．这种材料可以随着pH值的变化而膨胀和收缩，可以用来制造光学透镜。

松果和小麦芒等植物器官激发了科学家们设计智能材料，这些材料可以根据pH值变化等外部触发因素进行3D形状转换。然而，这些材料通常是由合成聚合物制成的，这限制了它们的生物相容性。

现在，由莉娜张中国武汉大学的一名研究人员用两层天然聚合物——壳聚糖(来自虾壳几丁质)和纤维素/羧甲基纤维素(来自植物细胞壁)——制成了一种生物智能水凝胶。这两层由共价键和带负电荷的羧酸基和带正电荷的氨基之间的静电相互作用结合在一起，这使得材料对pH值的变化做出反应。

水凝胶的双分子层结构类似于植物器官;通过改变材料的形状和大小，该团队可以根据pH值的变化做出不同的可重构形状。与许多其他智能材料不同的是，当对pH值做出反应时，水凝胶中的两层都是活跃的，因此水凝胶条可以双向弯曲。

受人类晶状体的聚焦策略的启发，张教授的团队使用他们的智能材料制造了一种仿生透明透镜，其焦点可以通过双分子层水凝胶的膨胀和收缩来调节。研究人员在一个纤维素/羧甲基纤维素圆盘的两侧安装了两个壳聚糖制成的盖子。在高pH值时，晶状体圆盘膨胀，晶状体盖收缩，使晶状体变平;而在低pH值时，晶状体圆盘收缩，晶状体盖膨胀，形成圆形。

6月付来自中国宁波材料技术与工程研究所的生物应用水凝胶专家说:“这种双分子层可以组装成不同配置的结构，这非常有趣——关键在于天然聚合物层的电荷相反，电荷在不同pH值时发生变化。”傅可以想象，“基于天然聚合物的双分子层，而不是其他合成聚合物，可能更适合于生物医学应用，如仿生镜片、植入式生物传感器或人造肌肉。”