聚合物化学家和物理学家开发了一种创新的方式来生产一种具有可调柔软性的超柔软而干燥的硅胶橡胶，以匹配各种生物组织。这项研究出现在《高级材料》杂志上，在生物医学研究和工程方面有希望。亚博网站下载
Ultra-soft elastomer fabricated by crosslinking bottlebrush polymers contains only crosslinks (red chains) and no entanglements. (Image courtesy of Li-Heng Cai)
研究小组由Mallinckrodt物理和应用物理学教授David A. Weitz领导哈佛约翰·鲍尔森工程与应用科学学院（海洋）亚博老虎机网登录and associate faculty member at the Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard.
医疗植入物的设计目的是通过将长硅胶聚合物与油（如油）结合起来，以产生潮湿和柔软的凝胶来模仿人体组织的柔软度。多年来，尽管此类植入物已显着增强，但液体可能仍可能泄漏，这不仅可能痛苦，而且危险。
To develop a soft elastomer, the researchers had to ensure that the entanglements are prevented right from the outset. This was achieved by fabricating a novel polymer that was not only fatter, but was also less likely to entangle than linear polymers. Dubbed as bottlebrushes, the polymers can be easily produced by using a combination of three types of linear silicone polymers that are commercially available on the market.
Conventional elastomers are intrinsically stiff because of how they are made. The network strands are very long and are entangled, similar to a bunch of Christmas lights, in which the cords are entangled and form knots. These fixed entanglements set up an intrinsic lower limit for the softness of conventional elastomers.
Li-heng Cai，海洋的主要作家兼博士后研究员
可以通过更改交联聚合物的数量来模仿从相对僵硬的细胞到软脑组织的所有内容来准确控制弹性体的柔软度。除了控制弹性体的柔软性外，研究人员还确定了一种独立调节弹性体类似液体行为的方法。
通常，这种瓶洗分子的制造需要复杂的化学合成。但是我们通过仔细设计化学方法找到了一个非常简单的策略。该系统像商业上出售的硅胶套件一样容易地创建柔软的弹性体。
Thomas E. Kodger, Ph.D.
CAI说：“如果没有交联，所有瓶洗的分子都是可移动的，材料将像粘合剂（如蜂蜜）一样流动。”“添加交联可以连接瓶洗的分子并固化液体，从而增加材料刚度。”
“To make the conventional elastomer softer, one needs to swell it in a liquid,” said coauthor Michael Rubinstein, John P. Barker Distinguished Professor in Chemistry at the University of North Carolina at Chapel Hill. “But now we can adjust the length of ‘hairy’ polymers on the bottlebrush molecules to tune the liquid-like behavior of soft elastomers — without swelling — allowing us to make these elastomers exceptionally non-adhesive yet ultra-soft.”
These characteristics make the material suitable for both medical implants and commercial products like cosmetics.
对软弹性体的柔软性和类似液体行为的独立控制也将使我们能够回答生物医学研究中的基本问题。例如，干细胞的分化不仅取决于与之接触的材料的柔软度，而且最近的发现表明它也受到材料的液体样的影响。亚博网站下载这一发现将提供全新的材料，以研究软底物的细胞行为。亚博网站下载柔软性和可忽略的粘合剂的特殊组合将极大地扩大基于硅的弹性体在行业和研究中的应用。
魏茨
除了他在海洋教师的角色外，韦兹还担任巴斯夫高级研究计划的联合主任，哈佛大学材料研究科学与工程中心主任，以及卡夫利·比奥尼诺科学技术学院的成员。亚博网站下载亚博老虎机网登录
其他合着者包括海洋博士后研究员Adrian F. Pegoraro；以及Rodrigo E. Guerra博士，2015年，现在是纽约大学的博士后研究员。
哈佛材料研究科学与工程中亚博网站下载心（DMR-1420570亚博老虎机网登录）和国家科学基金会（DMR-1310266）资助了这项研究。
参考