近日，温州医科大学眼视光学院、医院王佰亮研究员团队和中国科学院理化技术研究所的王树涛研究员团队合作，在材料类顶级期刊《Advanced Materials》（IF: 25.809）在线发表了题为“Nacre-Inspired Mineralized Films with High Transparency and Mechanically Robust Underwater Superoleophobicity”的研究论文，温州医科大学为该论文的第一单位。

图1 珍珠层仿生矿化膜的在水中具有更高的透明度（a）并可拓展在其它透明基底上（b, c），仿生矿化膜在潜水镜和水下摄像设备防污中的应用。

眼科光学材料例如蛙镜、角膜接触镜和人工晶状体在水相环境中，容易受到疏水性污染物如泪液中蛋白质的黏附，导致透光性的严重降低，极大地限制了眼科生物材料的透光性。研究发现泪液和房水中存在多达2000多种的蛋白质，是导致眼科生物材料透光性降低的主要原因，而目前构建的常规抗污涂层和界面受到稳定性和自身透光性的限制，难以发挥理想的抗污作用。例如，为了实现材料的水下超疏油特能，通常需要引入具有分层的微/纳米结构和高表面能材料，使在其表面吸附水分子形成水层。然而，由于广泛的光散射效应，这些分级的微/纳米结构可能导致材料的不透明度，这就阻碍了在水下光学设备和装置中的应用。其中，水凝胶通常具有较高的透明度并常用于水下超疏油材料，但由于其机械强度差，使得很容易受到损伤，不利于实际中的使用。因此，开发同时具有高透明度和机械稳定的水下超疏油材料仍然是目前面临的严峻挑战。

图2 基于超铺展技术和生物矿化法制备珍珠层仿生矿化膜（NIM）（a），NIM膜具有高透明度和优异的水下超疏油性能（b）。

天然珍珠层具有优异的力学性能，这在很大程度上取决于生物矿化诱导的约含5%有机基质和95%无机文石复合组分的层状分级结构。有趣的是，从天然珍珠层剥落的矿化薄膜在水下具有较高的透明度和稳定的超疏油特性。受此启发，温州医科大学“先进眼科仿生界面材料”研究团队和中科院理化所仿生材料与界面科学实验室研究团队合作，开发了一种具有高透明度和机械稳定的水下超疏油性能的仿生矿化膜（NIM）。该水下超疏油材料的制备方法基于珍珠层仿生矿化策略，利用酸性大分子调控无定型碳酸钙（ACC）在有机膜表面的矿化，从而快速制备出的有机/无机复合的珍珠层仿生矿化膜。与传统的水下超疏油材料相比，通过仿生矿化制备的水下超疏油材料成功实现了高透明度和机械稳定的结合。即使该矿化膜的表面严重受损，只需重新浸泡在矿化溶液中，就可轻松实现材料性能的修复。此外，该仿生矿化膜材料可以拓展到一系列透明的支撑材料上，在诸多领域有着广阔的应用前景，如潜水镜，水下光学设备和潜航器等。论文的第一作者是温州医科大学陈伟和张鹏超，通讯作者是中国科学院理化技术研究所王树涛研究员、孟靖昕副研究员和温州医科大学王佰亮研究员。相关工作得到了国家自然科学基金委，温州医科大学“杰青优青培养计划” 和温州市重大科技创新项目的资助。

图3甲基丙烯酸酐改性壳聚糖（CSMA）液滴在超亲水表面超铺展过程（a），CSMA膜的扫描电镜和元素分布照片（b）,不同矿化时间碳酸钙晶体生长的光学照片（c）, NIM膜的扫描电镜和元素分布照片（d）, NIM膜的交叉极化显微照片和高分辨透射电镜照片（e, f）。

近年来温州医科大学眼视光学院、医院“先进眼科仿生界面课题组”从眼科疾病治疗对材料学的重大需求出发，围绕眼病病理发生发展的进程特点，并且依据仿生设计原理，开发了一系列眼科生物材料体系和表界面修饰方法。针对接触镜使用过程易发感染的问题，开发了基于温度可逆调控的杀菌-细菌尸体释放智能表面（ACS Appl. Mater. Interfaces，2016, 8, 27207?27217，IF：8.456；Biomaterials Science，2016, 4：1731-1741，Cover story），相关成果被中国医学会评选为“2016年度中国眼科十大创新成就”。针对眼科感染发展迅速并且造成不可逆视觉损伤的难题，团队开发了一系列光学诊疗一体化纳米平台，实现感染的快速诊断和治疗。（Small，2019, 1903880，IF：10.859；Chemical Engineering Journal，2020，382, 122973，预计2019年IF：11-12；Chemical Engineering Journal，2019，358：74–90；ACS Appl. Mater. Interfaces，2019, 11, 2302?2316，IF：8.456）此外，针对眼后段给药面临的生理屏障问题（如角膜屏障、血眼屏障等），团队正在积极开发包括仿生纳米载体材料和微创穿透型药物载体在内的多种药物输送策略。

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