我校材料工程学院鲁娜研究员指导2017级研究生张佳星，以氧化石墨烯纳米片（GO）、聚乙烯醇链（PVA）和G-四螺旋/血红素（G4/H）纳米纤维为原料，通过简单易行的分子自组装策略，制备了三维的氧化石墨烯/聚乙烯醇/G-四螺旋/血红素（GO/PVA/G4/H）水凝胶，该水凝胶表现出优异的机械强度和高度的剪切稀化行为。相关工作以“Multi-triggered and Enzyme-Mimicking Graphene Oxide/Polyvinyl Alcohol/G-Quartet Supramolecular Hydrogels”为题发表在材料领域知名期刊《Nanoscale》（2020, 12, 5186-5195），中科院期刊分区一区，2019年影响因子为6.97。该项工作受到国家科技部、国家自然科学基金委、上海市科委和38238威尼斯欢迎你人才计划资助。
该水凝胶表现出pH刺激响应行为，可在凝胶态与准液态之间通过pH触发进行相变，该变化可逆、且可循环进行。基于pH触发的溶液-凝胶之间可逆和循环的相变，该凝胶可作为不同形状图案的3D打印“墨水”。结合生物酶促反应，通过构建逻辑门可将生理或化学刺激下凝胶微观pH值的改变转化为宏观的相变。此外，由于G4/H和GO纳米片二者产生协同类酶催化作用，该水凝胶表现出很强的类过氧化物酶活性，通过电化学方法实现了对H2O2的超灵敏检测，动态检测范围跨越7个数量级，检测限低至nM数量级。下图为该水凝胶多重刺激响应功能的图形目录。
水凝胶是一种具有亲水性的三维网状交联结构的高分子网络体系。刺激响应型水凝胶是由不同外部因素（如pH、光、温度等）触发诱导水凝胶的可逆相转变，在药物释放、组织工程等方面表现出巨大的应用前景。目前小分子水凝胶多以单一刺激响应为主，存在响应因素过于单一等问题。因此，设计开发具有多重刺激响应功能的新一代“智能”多组分水凝胶具有重要的意义。
