旋转磁场调控组装圆盘状微结构磁性水凝胶

具有可控微结构的复合生物材料在组织工程和再生医学中发挥着越来越重要的作用。其中纳米复合材料的微观结构对材料的聚集性能起着关键性因素，利用微结构独特的特性可以应用在医学领域的多个方面。例如，由多层次的人工材料的纳米粒子已经表现出更能模仿自然物，如人工肌肉、骨骼、干细胞支架。论文报道了在旋转磁场作用下，通过组装氧化铁纳米颗粒制备具有盘状微结构的磁性水凝胶复合材料。值得关注的是，组装所用磁性纳米材料是按照合成Ferumoxytol的方法制备而得，也是唯一的被FDA批准应用于临床的铁氧化物纳米颗粒。

磁性纳米颗粒的微观结构在水凝胶内部排列为三维有序。其形成机理是由于磁性纳米颗粒的排列链受到旋转磁场作用扭曲从而形成了微观结构系统能量的最低态。通过操控改变组装参数，可以将微结构尺寸从几微米调整到几十微米。随着组装结构体的增大，其磁各向异性也得到相应的增强。这种情况也证明了即使是微米级的纳米粒子聚集体，也可以通过旋转磁场组装诱导产生各向异性。旋转磁场辅助技术制备有序微纳米结构水凝胶具有成本低、操作简单、灵活等优点。我们相信利用该方法未来将有利于构建一些快速，绿色和智能制造的复合材料。

本工作已经整理成相关研究论文，在线发表于SCIENCE CHINA Materials：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-017-9221-4