广东
核能及核技术的快速发展在带来巨大效益的同时，也不可避免地释放出大量有害放射性核素。铀、锶、铯等典型放射性核素具有超长半衰期、高生物毒性和强环境迁移性，一旦进入生态环境或通过食物链累积，将对生态系统和人类健康造成不可逆的损害。然而，传统的放射性污染去污策略往往受限于无水环境不适用、界面贴合性差、缺乏高效协同螯合等问题，难以满足复杂实际场景下的紧急处置需求。因此，开发高效、环保、生物安全的新型放射性核素去污材料迫在眉睫。
近日，西南科技大学周建教授团队报道了一种可注射的明胶基水凝胶（Gel‑GA/DTPA hydrogel），该材料受自然界青蛙捕食时舌头动态粘附行为的启发，可用于高效界面放射性核素清除与防护屏障构建（如图1）。该水凝胶将明胶（Gel）作为可生物降解的力学骨架，没食子酸（GA）增强界面粘附并强化网络刚性，二乙烯三胺五乙酸（DTPA）作为高亲和力螯合位点被均匀固定，实现了对铀、锶、铯等多种典型放射性核素的高效去除。相关研究成果发表于国际知名期刊Journal of Environmental Chemical Engineering（IF=7.5，中科院2区TOP期刊）。
图1 Gel-GA/DTPA水凝胶的设计、制备与应用的示意图
受青蛙捕食时舌头动态粘附行为启发，该水凝胶可通过温度响应实现复杂界面共形贴合与无残留剥离，其三维多孔结构可承受扭曲、打结等极端形变，且在多种基底上粘附强度可达772.54 kPa、平均剥离强度为169.98 kPa，满足“强粘附、易剥离”的理想去污需求（如图2）。
图2 Gel-GA/DTPA水凝胶的力学与黏附性能
该水凝胶通过熔融共形接触、界面粘附、物理包裹与DTPA螯合协同作用，对铀酰、锶、铯离子的平均去污率分别达87.38%、88.93%和84.87%，体外可有效去除各种基底表面的放射性核素粉尘，并具有良好的生物相容性（如图3）。
图3 Gel-GA/DTPA水凝胶的表面与界面去污性能评价
动物实验结果表明，该水凝胶对铀酰离子的单次去除效率高达97.09%，优于组织擦拭、胶带粘附和湿擦拭等传统方法；预先涂覆保护组的皮肤放射性变化率仅为2.33%，远低于未保护组的98.06%。该材料在0至350 kGy γ辐照下结构与功能保持完整，证实其在高剂量辐射环境下仍能维持稳定的清除能力（如图4）。
图4 Gel-GA/DTPA水凝胶的体内去污实验
相关成果以“Bioinspired shape-adaptive gelatin-based hydrogel for efficient interfacial radionuclide decontamination through synergistic multimodal mechanisms”为题发表于Journal of Environmental Chemical Engineering（DOI: 10.1016/j.jece.2026.125433）。西南科技大学生命科学与农林学院生物与医药2024级研究生张振兴为第一作者，周建教授团队白忠薛特聘副教授/舒晓燕副教授为通讯作者。感谢国家自然科学基金（22608465）、四川省自然科学基金（2025ZNSFSC0134和2026NSFSC1382）、西南科技大学博士基金（25zx7107和25zx7143）、四川省卫生健康委员会医学科技项目（24WSXT032和24QNMP048）、绵阳市卫生健康委员会项目（2024026）以及西南科技大学研究生创新基金（26ycx2092）等项目对本研究的支持！
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