近日，我院马丕波教授和宋鋆博士团队在期刊Chemical Engineering Journal上发表论文“Zero-Poisson’s-ratio knitted composite dressing with PDA-Cu biomimetic coating for large-strain dynamic joint wound care”。

关节部位的创面护理不仅需要敷料具备抗菌、吸液等功能，还要求其能够适应肢体运动带来的反复拉伸和复杂变形。传统纺织敷料在一个方向拉伸时，往往伴随垂直方向的收缩，容易影响创面覆盖。与此同时，循环变形也可能造成表面功能涂层开裂或剥离，削弱敷料的持续功能。针对这一问题，研究团队提出了以针织结构调控力学响应、以仿生涂层赋予生物活性的结构-功能协同设计策略，将动态力学适应性与抗菌、抗氧化、促凝血功能相结合。

图1. 铜基针织结构敷料的多尺度设计。

研究团队以锦纶包覆氨纶纱和黏胶纱为原料，通过线圈配置、集圈与移圈等工艺，构建具有应变依赖性近零泊松比特征的纬编织物。拉伸初期，织物主要依靠线圈几何重排和纱线间滑移适应变形，在纵行方向约10%、横列方向约17%的应变范围内保持近零泊松比响应，即沿拉伸方向伸长时，垂直方向的尺寸变化较小。随着应变进一步增加，织物进入纱线锁紧和承载阶段，表现出不同方向的力学响应，为敷料适应复杂运动提供结构基础。

图2. 零泊松比针织敷料的拉伸形变、泊松比及干湿态力学性能

在功能界面构建方面，研究团队利用多巴胺在弱碱性条件下的氧化自聚合，在纤维表面原位形成聚多巴胺涂层，再通过其丰富的儿茶酚和含氮官能团螯合铜离子，构筑PDA-Cu功能界面。光谱与表面化学分析证实，铜组分通过配位作用固定于涂层中，并形成以二价铜为主、含少量一价铜的混合价态体系。静态磷酸盐缓冲液中的释放实验显示，铜组分在前8小时释放较快，随后逐渐趋缓，并在72小时左右达到基本平衡，为局部生物活性的持续发挥提供了材料基础。

图3. PDA-Cu复合敷料的抗菌、铜离子释放、促凝血及溶血性能

该研究将针织线圈结构的变形调控能力与仿生配位涂层的生物活性相结合，为面向动态关节创面的多功能纺织敷料提供了新的材料设计思路，也为医用纺织材料的结构与功能一体化开发提供了实验依据。

论文链接：//doi.org/10.1016/j.cej.2026.181933

作者简介：

宋鋆，吞精视频 校聘副教授，硕士生导师。主要从事基于面向生物医学应用的静电纺丝、湿法纺丝及针织成型多尺度纺织纤维材料研究。以第一作者或通讯作者在Angew Chem Int Edit, ACS Nano, Adv Funct Mater, Adv Sci等国际主流期刊发表论文十余篇。主持国家级、省级科研项目及企业委托研发多项。

  马丕波，吞精视频 院长，至善岗位教授，博士生导师，国家青年拔尖人才。中国纺织工程学会常务理事、中国硅酸盐学会先进无机纤维分会常务理事、中国纺织工程学会针织专业委员会/健康纺织品/高性能无机纤维及制品专业委员会副主任委员。《Textile Research Journal》等3个SCI期刊编委、《Advanced Fiber Materials》、《复合材料学报》、《纺织学报》、《纺织高校基础科学学报》等多个期刊青年编委、《现代纺织技术》学术副主编。主要从事纺织结构柔性材料设计与性能等方面研究，主持国家自然科学基金（3项）等纵向及军工项目20余项，主持高性能纺织品研发等企业产学研项目40余项。发表SCI论文160余篇、出版与参编英文著作各1本、授权国家发明专利50余件。