يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

تحضير هيدروجيلز الهيكل العضوي المعدني من خلال التقاط

173 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/71045

⸱

يوليو 31, 2026

 ,  ,  , 
1Institut Lavoisier de Versailles, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay

في هذه المقالة

ملخص

في هذا المقال، نقدم تحضير الهيدروجيلين الجيلاتين MOF الذي يستفيد من خصائص الجيلاتين القابلة للعكس حراريا، المرتبطة بفصل الطور عن طريق التجمع. تظهر هذه المركبات الهيدروجيلية حملا عاليا في MOF، ومسامية كبيرة، وتوزيعا مكانيا جيدا لجزيئات MOF داخل مصفوفة الجيلاتين.

الملخص

تم تقديم استراتيجية أصلية وقابلة للتكرار لتخليق مركبات الهيدروجيل الهيدرالية الخضراء والصديقة للبيئة من الإطار المعدني-العضوي (ZR(IV)، ويتم وصفها خطوة بخطوة طوال المقال. يستغل هذا النهج الطبيعة القابلة للعكس حراري للجيلاتين وقدرته على الخضوع لفصل الطور من خلال التماسك، إلى جانب التكوين الميداني لأنواع MOFs من نوع UiO-66 في الظروف المعتدلة. باستخدام هذه المنهجية، يوضح العمل الحالي تحضير مركب نانومركب حيوي يعتمد على الجيلاتين والمستقر كيميائيا Zr4⁺ ثنائي الكربوكسيلات UiO-66 MOF. ومن المهم أن هذه الاستراتيجية يمكن توسيعها لتشمل عائلة أوسع من MOFs ثنائي الكربوكسيلات والفومارات Zr(IV) (MOFs من نوع UiO-66 وMOF-801 على التوالي)، والتي تم اختيارها لتشمل مجموعة واسعة من وظائف التوازن المحبة للماء–الكارهة للماء والروابط العضوية. تظهر مركبات الهيدروجيل الناتجة ميزات رئيسية مثل أحمال MOF عالية (تتجاوز 50٪ وزن)، ومسامية عالية الوصول إليها، وتشتت متجانس لجسيمات MOF النانوية داخل شبكة الجيلاتين. تنشأ هذه الخصائص من التوافق القوي بين الجيلاتين وجسيمات الجيلاتين النانوية في MOF، كما يتضح من تقنيات التوصيف المتقدمة المكملة. نظرا لسلوكها الميكانيكي المتين في الظروف المحيطة، يمكن معالجة المركبات على مقياس الجرام إلى أشكال ماكروسكوبية مختلفة، مثل الطلاءات أو الأحادية، مما يتيح استخدامها في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك التقاط أو تحويل الملوثات في الماء أو الهواء في الظروف المحيطة.

المقدمة

تشكل الأطر المعدنية والعضوية (MOFs) عائلة من المواد الهجينة البلورية المسامية المبنية من أيونات معدنية متصلة بروابط عضوية متعددة الأسنان. بفضل بنى المسامات المحددة جيدا، ومساحات السطح الداخلية المرتفعة، والوظائف الكيميائية القابلة للضبط، جذبت MOFs اهتماما علميا كبيرا لتطبيقات متنوعة، بما في ذلك تخزين وفصل الغاز، الاستشعار، التحفيز، الطب الحيوي، وهكذا. على الرغم من هذه الإمكانات القوية، لا تزال هناك عدة قيود تحد بشكل كبير من نقل الصناديق الاستثمارية على نطاق واسع نحو التنفيذ الصناعي. أحد التحديات الرئيسية يكمن في تشكيل مثل هذه المواد2. في الواقع، تنتج تركيبات MOF التقليدية عادة مساحقا هشة، حيث تعيق هشاشتها الطبيعية، وضعف قابلية المعالجة، وخصائصها المحدودة في التعامل بشكل كبير في تطبيقها العملي. لمعالجة هذه المشكلات، تم معالجة MOFs إلى حبيبات أو حبيبات أو خرزات أو ألياف أو أغشية؛ ومع ذلك، غالبا ما تؤدي هذه الإجراءات إلى فقدان جزئي أو كامل للمسامية المتاحة2.

استراتيجية مستكشفة على نطاق واسع للتغلب على هذه العيوب تتضمن دمج MOFs مع المصفوفات الداعمة، خصوصا البوليمرات أو المواد القائمة على الكربون مثل أنابيب الكربون النانوية، والجرافين، وأكسيد الجرافين 3,4,5,6. أدى هذا النهج إلى تطوير مركبات متعددة الوظائف تجمع بين المزايا الجوهرية للمواد متعددة الاستخدامات (المسامية، التبلورية) مع المتانة الميكانيكية وقابلية المعالجة للمواد المضيفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يقدم التهجين وظائف جديدة، بما في ذلك تحسين الاستقرار الكيميائي، تحسين التوصيل الكهربائي، أو المسامية الهرمية 3,4,5,6. نتيجة لذلك، تم دراسة المركبات المعتمدة على MOF بشكل مكثف لامتصاص وفصل الغازات، وتنقية المياه، والتحفيز، والتطبيقات الحيوية 3,4,5,6,7,8. ومع ذلك، فإن القيود المتكررة لهذه المركبات هي التجمع الواضح لجزيئات MOF، والذي يعزى عموما إلى ضعف التوافق بين جسيمات MOF والمصفوفات الداعمة. تكتشر هذه المشكلة بشكل خاص في المركبات المحضرة عن طريق مزج جزيئات MOF مسبقة التصنيع مع بوليمرات أو أكسيد الجرافين، وتصبح أكثر حدة عند الأحمال العالية، والتي عادة ما تكون مطلوبة لتحسين الأداء 3,4,5,6. لتخفيف هذه التحديات، تم اقتراح العديد من الاستراتيجيات البديلة لتحسين الألفة الفيزيائية-الكيميائية بين MOFs والمصفوفات البوليمرية أو الكربونية مع الحفاظ على مسامية MOF. تشمل هذه الوظائف السطحية لجزيئات MOF، والترقيع التساهمي للبوليمرات على أسطح MOF، ونمو MOF في الموقع داخل مصفوفات البوليمر، وتبلور MOF الموجه بالبوليمر، أو استخدام الروابط البوليمرية لبناء polyMOFs 3,4,5,6,7,8,9 . على الرغم من هذه التقدمات، لا تزال العديد من مركبات MOF-بوليمر تعاني من انخفاض في مساحة السطح بسبب انسداد المسامات بواسطة سلاسل البوليمر وبسبب التشتت غير المتجانس في MOF. علاوة على ذلك، غالبا ما يعتمد تحضيرها على طرق صناعية متعددة الخطوات وتستغرق وقتا طويلا، واستخدام البوليمرات الصناعية المشتقة من البتروكيماويات يثير مخاوف تتعلق بالسمية والاستدامة والتأثير البيئي 3,4,5,6.

الغرض من هذا المقال هو مشاركة تفاصيل تحضير مركب هيدروجيل يعتمد على نوع MOF (UiO = جامعة أوسلو) 10من نوع Zr4⁺ ثنائي الكربوكسيلات UiO-66 والجيلاتين. تم اختيار هذا النظام كمثال تمثيلي لتوضيح استراتيجية تركيبية عامة يمكن توسيعها لتشمل عائلة أوسع من MOFs المسامية متعددة الكربوكسلات، بما في ذلك مشتقات UiO-66 الوظيفية وMOF-801(Zr). الجيلاتين هو بوليمر حيوي قائم على البروتين يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية مثل التغليف الدقيق للأدوية والتجميل، وذلك بسبب تكلفته المنخفضة، وقابليته للتحلل الحيوي، وعدم سميته، وأصله المتجدد11. في السنوات القليلة الماضية، تم دراسة الهيدروجيلين الجيلاتين MOF بشكل أساسي لتطبيقات حيوية مثل هندسة الأنسجة، شفاء الجروح، توصيل الأدوية، والتصوير الحيوي 12,13,14,15,16,17. كانت هذه المركبات تحضر عادة عن طريق تخبيع جزيئات MOF المكالمة مسبقا في سقالات جيلاتين وظيفية أو جل جيلاتين فيزيائي. بينما تظهر هذه المواد أداء بيولوجيا واعدا، إلا أنها عادة ما تحتوي على محتوى منخفض جدا من MOF (أقل من 10٪ وزن)، مما يؤدي إلى مسامية محدودة وبالتالي يحد من استغلال الخصائص الفيزيائية والكيميائية المرتبطة ب MOF 12,13,14,15,16,17. تصف هذه المقالة استراتيجية مختلفة تماما تستغل الخصائص الحرارية العكسية للجيلاتين وقدرته على الخضوع لفصل الطور بين السائلوالسائل 18,19 المرتبط بتكوين MOF في درجة حرارة الغرفة (RT) في الموقع. في البروتوكول الموضح في هذا المقال، سيتم تغطية الخطوات الحاسمة في تحضير مركبات UiO-66/الجيلاتين، بما في ذلك تحضير محلول الجيلاتين، وعملية تخثر الجيلاتين، وتبلور UiO-66 بتقنية RT داخل الجيلاتين، وتشكيل المركبات الناتجة. وقد أبلغ بعضنا مؤخرا عن تطوير مثل هذه المركبات الممتصة للحفاظ على التراث الثقافي، لكن بروتوكول التخليق الخاص بها لم يشرح بالتفصيل20. نأمل أن تحفز المفاهيم والمنهجية المقدمة في هذا المقال مجتمع البحث على استكشاف وتطوير فئة أوسع من المركبات الحيوية MOF. تظهر هذه المواد في الوقت نفسه أحمالا عالية من MOF (تتجاوز 80٪ وزن)، ومسامية كبيرة وقابلة للوصول، وتشتت متجانس لجزيئات MOF داخل مصفوفة الجيلاتين، وخصائص قابلة للتعديل من الماء-الكارهة للماء20. ميزة رئيسية لاستخدام الجزيئات الحيوية الماكروكلية مثل الجيلاتين تكمن في تعقيدها الكيميائي الجوهري، وتعدد وظائفها، وطبيعتها متعددة الإلكتروليتات، والتي لا تملك مكافئات صناعية مباشرة. يتيح هذا المزيج الفريد من التكامل الفعال لكل من MOFs المحبة للماء والكارهة للماء داخل مصفوفة بوليمرات حيوية قابلة للذوبان في الماء.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. تحضير محاليل الجيلاتين

  1. استخدم الجيلاتين التجاري المستخرج من جلد الخنزير (النوع A)، ببلوم 175 جم، ومتوسط وزن جزيئي يقارب 40,000 جم·مول⁻1، ونقطة متساوية الكهرباء (IEP) 8.
  2. جهز جل الجيلاتين المائي بتركيز 10٪ وزن عن طريق تورم حبيبات الجيلاتين في ماء فائق النقي لمدة لا تقل عن 3 ساعات عند 5 درجات مئوية.
  3. ثم حضر محلول جيلاتين مائي عن طريق تسخين جل الجيلاتين عند درجة حرارة 50 درجة مئوية. حرك محلول الجيلاتين باستخدام محرك مغناطيسي لمدة 30 دقيقة عند 300 دورة في الدقيقة. بمجرد الحصول على محلول جيلاتين شفاف، حافظ على درجة حرارة 50 درجة مئوية (الشكل 1).

figure-protocol-1
الشكل 1: صورة لمحلول جيلاتين مائي بتركيز 10٪ وزن. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

2. تخليق مركب الهيدروجيل الجيلاتين UiO-66

  1. تخليق عنقود الأوكسو [Zr6O4(OH)4(OAc)12] (OAc = أسيتات)
    1. في قارورة وميض بحجم 20 مل، أضف 71 ميكرولتر من محلول بروكسيد الزركونيوم بنسبة 70٪ في 1-بروبانول [Zr(OPrⁿ)₄] (0.0519 جم، 0.158 ملليمول) إلى 7 مل من ثنائي ميثيل فوراميد (DMF) و4 مل من حمض الخليك (4.196 جم، 70 ملليمول) (الشكل 2A).
    2. سخن الخليط الناتج في كتلة ألمنيوم على صفيحة ساخنة عند 130 درجة مئوية لمدة ساعتين، وخلال ذلك يلاحظ تغير لون واضح من عديم اللون إلى الأصفر (الشكل 2B).
    3. اترك الحل ليبرد في RT.
  2. تخليق UiO-66(Zr) في الموقع بوجود كوسيرفات الجيلاتين
    1. اخلط 11 مل من محلول {Zr₆} العنقودي (0.158 ملليمول) الذي تم الحصول عليه في الخطوة 2.1 مع 0.5 ميلي مول (84 ملغ) من الرابط العضوي 1,4-بنزين ثنائي الكربوكسيليك (1,4-BDC).
    2. حرك الخليط لمدة 15 دقيقة حتى يتم الحصول على تشتت متجانس.
    3. ثم أضف 2 مل من محلول جيلاتين بنسبة 10٪ وزن، تم تحضيره في المهمة الأولى عند درجة حرارة 50 درجة مئوية إلى هذا المحلول. (الشكل 3).
    4. حرك الخليط على حرارة RT لمدة 10 دقائق، ثم أضف 2 مل من الإيثانول. يتحول المحلول إلى عكر وأبيض.
    5. حرك الخليط الناتج عند حرارة RT (20 °C) لمدة 24 ساعة. يحدث فصل طور سائل عن السائل تدريجيا مع مرور الوقت.
      ملاحظة: بعد إضافة الإيثانول مباشرة، يصبح المحلول الأولي أبيض وعكرة (الشكل 4A) ثم يتطور مع الوقت إلى عينة ثنائية الطور مكبرية مكونة من محلول مخفف من الجيلاتين يطفو فوق طور أبيض أكثر كثافة ولزجة (الشكل 4B–F).
    6. لفصل الطور الكامل، أضف 10 مل من الإيثانول إلى هذا الخليط. بعد تحريك المحلول، استخرج الطور اللزج من المحلول الفائق للحصول على مركب الهيدروجيل (الشكل 5).
    7. اترك هذا المركب ليجف في درجة حرارة الغرفة وقم بتوصيفه أكثر من خلال دمج حيود الأشعة السينية المسحوق (PXRD)، والتحليل الحراري الجاذبي، ومطيافية التحويل الفورييه للأشعة تحت الحمراء (FT-IR)،والمسامية N2، والمجهر الإلكتروني الماسح والناقل (SEM وTEM)، والرنين المغناطيسي النووي في الحالة الصلبة (NMR)، والتحليل الطيفي بانبعاث الذري بالبلازما المقترن بالحث (ICP-AES) كما تم الإبلاغ عنه سابقافي 20 (الشكل 6).
  3. تشكيل UiO-66(Zr) /الجيلاتين إلى أحادي
    1. سخن الطور اللزج الذي تم الحصول عليه في الخطوة 2.2.6، مع سوبرناتانته، عند 70 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة، ثم 90 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
      ملاحظة: كان هدف هذا العلاج تحويل الهيدروجيل الجيلاتين MOF إلى خليط سائل ولزج متجانس يمكن سكبه بسهولة في قالب.
    2. ثم صب الهيدروجيل بدون محالله الفائق في القالب عند درجة حرارة 70 درجة مئوية.
    3. شكل كتلة واحدة عن طريق التبريد عند RT لمدة 15 دقيقة، ثم حافظ على درجة الحرارة عند 2 درجة مئوية لمدة يوم واحد (الشكل 7).

figure-protocol-2
الشكل 2: صور لمحلول يحتوي على 71 ميكرولتر من محلول بروكسيد الزركونيوم بنسبة 70٪ في 1-بروبانول [Zr(OPrⁿ)₄] (0.0519 جم، 0.158 ملليمول)، 7 مل من DMF، و4 مل من حمض الخليك. (أ) قبل و(ب) بعد التسخين عند 130 درجة مئوية لمدة ساعتين. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-protocol-3
الشكل 3: صورة فوتوغرافية للعينة التي تم الحصول عليها بعد خلط 11 مل من مجموعة أوكسفورد [Zr6O4(OH)4(OAc)12] (0.158 ملم مول)، ورابط 1,4-bdc (0.5 ملم مول)، و2 مل من محلول الجيلاتين المائي بنسبة 10 ويت ٪ عند RT. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-protocol-4
الشكل 4: صور لعينات تحتوي على عنقود الأوكسو، ورابط 1,4-bdc، ومحلول الجيلاتين المائي بنسبة 10٪ وزن عند RT بعد إضافة 2 مل من الإيثانول. تظهر الصور الانفصال التدريجي بين السائل والسائل للجيلاتين عند تعتيق العينات في أوقات مختلفة: (A) 0 دقيقة، (B) 15 دقيقة، (C) 1 ساعة، (D) 2 ساعة، (E)18 ساعة، (F) 24 ساعة. في الوقت نفسه، أدى التفاعل بين عنقود الأوكسو [Zr6O4(OH)4(OAc)12] ورابط 1,4-bdc إلى تكوين جسيمات نانوية من UiO-66(Zr). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-protocol-5
الشكل 5: صور لعينات تحتوي على الجيلاتين وUiO-66(Zr). (أ–د) قبل (A,C) وبعد (B,D) إضافة 10 مل من الإيثانول. يتحول المحلول في البداية إلى أبيض وعكر (A,C) إلى عينات ثنائية المراحل ماكروسكوبية تحتوي على محلول جيلاتين مخفف وهلام هيدروجل لزج (B,D). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-protocol-6
الشكل 6: توصيف UiO-66/الهيدروجيل الجيلاتيني. (أ) نمط PXRD التجريبي ل UiO-66/الجيلاتين مقارنة بالنمط المحسوب ل UiO-66. (B)N2 قياس المساميات (امتصاص، رموز مملوءة؛ امتصاص، رموز فارغة) ل UiO-66/الجيلاتين مقارنة بجسيمات UiO-66 النقية عند 77 كلفن (p°=1 atm). (C) صورة TEM لشريحة فائقة الميكروتوم بطول 80 نانومتر من الهيدروجيل UiO-66/الجيلاتين. (د) صور SEM لهيدروجيل UiO-66/الجيلاتين بعد الغسل بالماء. تم إعادة طباعة هذا الشكل (تعديله) بإذن من بيسواس وآخرين. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-protocol-7
الشكل 7: صورة فوتوغرافية لمركب UiO-66/جيلاتين مشكل. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

تم تصنيع مركب الهيدروجيل من UiO-66(Zr)/الجيلاتين عن طريق ربط التجمع البسيط للجيلاتين مع تكوين جسيمات UiO-66(Zr) النانوية في الموقع . تم تكرار البروتوكول التركيبي عدة مرات لضمان المتانة، مما أعطى نتائج قابلة للتكرار باستمرار (أي الخصائص الهيكلية والكيميائية الفيزيائية للمركبات) تحت ظروف تجريبية متطابقة. تم تحضير جسيمات UiO-66(Zr) النانوية في RT وفقا لبروتوكول خطوتين تم الإبلاغ عنه سابقا، والذي يتضمن تخليق كتلة بناء الأسيتات {Zr₆} متبوعا باستبدال روابط الأسيتات برابط 1,4-bdc

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

المركبات التي تجمع بين الجيلاتين والمواد غير العضوية مثل أكاسيد المعادن، وهيدروكسيباتيت، والهيدروكسيدات المزدوجة ذات الطبقات جذبت اهتماما كبيرا بسبب قدرتها على دمج التوافق الحيوي وقابلية المعالجة للجيلاتين مع الخصائص الوظيفية للمراحل غير العضوية24،25. يوفر الجيلاتين مصفوفة عضوية متعددة الاستخدامات يمكن تشكيلها بسهولة وربطها ومعالجتها في وسط مائي، بينما تمنح المكونات غير العضوية تعزيزات ميكانيكية، واستقرار حراري، ووظائ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

تعترف SB وNS بالدعم المالي من برنامج Horizon 2020 للاتحاد الأوروبي (مشروع نيموسين، اتفاقية المنح رقم 760801). تعترف SB وNS بالدعم المالي من ANR-11-LABEX-0039 (تعويذة LabEx). تعترف IM وNS بالدعم المالي من مدرسة PSGS-HCH الإنسانية، المؤسسة التاريخية، البنية، Investissement d'Avenir ANR-17-EURE-0021 – مؤسسة علوم التراث. تعترف NNG وNS بالدعم المالي من الوكالة الوطنية الفرنسية للبحوث من خلال منحة دومينو رقم ANR-22-CE08-0007.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
1,4 بنزين ثنائي الكربوكسيلك Acros Organics.180720010
70% زيركونيوم بربوكسيد [Zr(OPrn)4] محلول في 1-بروبانول Sigma-Aldrich333972-100ML
حمض الخليك Carlo Erba524520
مقياس الطيف أفانز-نيوبروكرNMR
ثنائي ميثيل الفورماميد Carlo Erba528221
الإيثانول Carlo Erba528131
الجيلاتينSigma-AldrichG2625-100G
مقياس الطيف ماجنا 550 نيكوليتنيكوليت550 سلسلةFTIR
مجهر إلكتروني ماسحجيول JSM-7001FSEM
محلل حراري وزنينموذج بيرك إلمر SDA 6000
مجهر إلكتروني ناقلجيول 2100F TEM
جهاز حيود X’بيرت MDPسيمنزD5000  XRD

المراجع

  1. Behera, N., Duan, J., Jin, W., Kitagawa, S. The chemistry and applications of flexible porous coordination polymers. EnergyChem. 3, 100067(2021).
  2. Liu, X. -M., Xie, L. -H., Wu, Y. Recent advances in the shaping of metal–organic frameworks. Inorg Chem Front. 7 (15), 2840-2866 (2020).
  3. Schmidt, B. V. K. J. Metal-organic frameworks in polymer science: polymerization catalysis, polymerization environment, and hybrid materials. Macromol Rapid Commun. 41 (1), 1900333(2020).
  4. Ma, K., et al. Fiber composites of metal–organic frameworks. Chem Mater. 32 (17), 7120-7140 (2020).
  5. Kalaj, M., et al. MOF-polymer hybrid materials: from simple composites to tailored architectures. Chem Rev. 120 (16), 8267-8302 (2020).
  6. Dassouki, K., Dasgupta, S., Dumas, E., Steunou, N. Interfacing metal organic frameworks with polymers or carbon-based materials: from simple to hierarchical porous and nanostructured composites. Chem Sci. 14, 12898-12925 (2023).
  7. Sun, Z., et al. Nanoscale MOFs in nanomedicine applications: from drug delivery to therapeutic agents. J Mater Chem B. 11, 3273-3294 (2023).
  8. Cheng, Y., Datta, S. J., Zhou, S., Jia, J., Shekhah, O., et al. Advances in metal-organic frameworks-based membranes. Chem Soc Rev. 51, 8300-8350 (2022).
  9. Mondal, P., Sensharma, D., Cohen, S. M. Tailoring polymer-metal-organic frameworks (polyMOFs) using telechelic poly(octenamer)s. Chem Sci. 16, 21842-21851 (2025).
  10. Cavka, J. H., et al. A new zirconium inorganic building brick forming metal organic frameworks with exceptional stability. J Am Chem Soc. 130, 13850-13851 (2008).
  11. Jonker, A. M., Löwik, D. W. P. M., Van Hest, J. C. M. Peptide-and protein-based hydrogels. Chem Mater. 24, 759-773 (2012).
  12. Deng, Z., et al. Injectable biomimetic hydrogels encapsulating gold/metal–organic frameworks nanocomposites for enhanced antibacterial and wound healing activity under visible light actuation. Chem Eng J. 420, 129668(2021).
  13. Hsieh, C. T., Ariga, K., Shrestha, L. K., Hsu, S. H. Development of MOF reinforcement for structural stability and toughness enhancement of biodegradable bioinks. Biomacromolecules. 22, 1053-1064 (2021).
  14. Jiang, Y., et al. Bioinspired adhesive and tumor microenvironment responsive nanoMOFs assembled 3D-printed scaffold for anti-tumor therapy and bone regeneration. Nano Today. 39, 101182(2021).
  15. Li, J., et al. Cobalt-based metal–organic framework as a dual cooperative controllable release system for accelerating diabetic wound healing. Nano Res. 13, 2268-2279 (2020).
  16. Sun, Y., et al. Tunable and controlled release of cobalt ions from metal-organic framework hydrogel nanocomposites enhances bone regeneration. ACS Appl Mater Interfaces. 13, 59051-59066 (2021).
  17. Tang, L., et al. Mechanically strong metal–organic framework nanoparticle-based double network hydrogels for fluorescence imaging. ACS Appl Nano Mater. 5, 1348-1355 (2022).
  18. Veis, A., Aranyi, C. Phase separation in polyelectrolyte systems. I. complex coacervates of gelatin. J Phys Chem. 64, 1203-1210 (1960).
  19. Carn, F., Steunou, N., Djabourov, M., Coradin, T., Ribot, F., et al. First example of biopolymer-polyoxometalate complex coacervation in gelatin mixtures. Soft Matter. 4, 735-738 (2008).
  20. Biswas, S., et al. Engineering of metal–organic frameworks/gelatin hydrogel composites mediated by the coacervation process for the capture of acetic acid. Chem Mater. 34, 9760-9774 (2022).
  21. DeStefano, M. R., Islamoglu, T., Garibay, S. J., Hupp, J. T., Farha, O. K. Room-temperature synthesis of UiO-66 and thermal modulation of densities of defect sites. Chem Mater. 29, 1357-1361 (2017).
  22. Khan, S. A., Schneider, M. Improvement of nanoprecipitation technique for preparation of gelatin nanoparticles and potential macromolecular drug loading. Macromol Biosci. 13, 455-463 (2013).
  23. Joly-Duhamel, C., Hellio, D., Djabourov, M. All gelatin networks: 1. biodiversity and physical chemistry. Langmuir. 18, 7208-7217 (2002).
  24. Utech, S., Boccaccini, A. R. A review of hydrogel-based composites for biomedical applications: enhancement of hydrogel properties by addition of rigid inorganic fillers. J Mater Sci. 51, 271-310 (2016).
  25. Steunou, N. Interfacing Gelatin with (Hydr)oxides and Metal Nanoparticles: Design of Advanced Hybrid Materials for Biomedical Engineering Applications. Advanced Materials Interfaces. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ, USA. (2016).
  26. Carn, F., et al. Assembling vanadium(V) oxide and gelatin into novel bionanocomposites with unexpected rubber-like properties. Chem Mater. 22, 398-408 (2010).
  27. Christodoulou, J., et al. Screening of aluminium based MOFs for effective in situ immobilization of biomolecules. Inorg Chem. 64, 2545-2553 (2025).
  28. Zhao, H., et al. Hierarchical superparamagnetic metal-organic framework nanovectors as anti-inflammatory nanomedicines. J Mater Chem B. 11, 3195-3211 (2023).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

الكيمياءالعدد 233العدد 233هذا الشهر في JoVEعددالأطر المعدنية العضويةالمركبات النانوية الحيويةالتشكيل
تحضير هيدروجيلز الهيكل العضوي المعدني من خلال التقاط
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.