高強(qiáng)度、可自愈合納米復(fù)合水凝膠的設(shè)計、制備與性能研究.pdf

1、水凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的軟性材料，具有很多優(yōu)異的性能，如高含水率、生物相容性、吸水保水能力強(qiáng)、可塑性高等特點，因此在生物組織工程、傳感器、商業(yè)等領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。為了使水凝膠的應(yīng)用更加廣闊，近年來，越來越多的研究將水凝膠功能化，比如導(dǎo)電水凝膠、可注射水凝膠、自愈合水凝膠等。但現(xiàn)階段功能化水凝膠的發(fā)展被局限在兩個方面:1、傳統(tǒng)物理化學(xué)方法交聯(lián)形成的水凝膠機(jī)械性能較差，在外力作用下易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致凝膠的安全性較低。2、水凝膠功能

2、化的難度較大或者功能化程度較低。因此，制備和設(shè)計出一種高機(jī)械性能和高功能化兼具的水凝膠具有重大的研究意義和良好的應(yīng)用前景?；诖耍诒菊撐闹?，我們分兩大部分研究提升凝膠機(jī)械性能和功能化的方法，第一部分是通過在水凝膠中引入動態(tài)配位鍵，使水凝膠兼具高機(jī)械性能和快速高效愈合能力.第二部分在凝膠具有高強(qiáng)度和快速自愈合的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)水凝膠的結(jié)構(gòu)，使凝膠具有優(yōu)異的各向異性性能。具體研究結(jié)論如下:
　　1、通過在粒徑20nm左右的單分散金顆粒溶液

3、中引入含雙鍵和巰基的有機(jī)物N，N-雙（丙烯酰）胱胺，隨后以修飾后的金顆粒作為交聯(lián)劑，N-異丙基丙烯酰胺作為溫敏性單體、過硫酸鉀作為引發(fā)劑在一定條件下合成金顆粒納米復(fù)合水凝膠。其具有均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其應(yīng)力達(dá)到1MPa，應(yīng)變可達(dá)到24。另一方面，因為金顆粒具有優(yōu)異的光熱性能，在激光(808nm)照射下，凝膠內(nèi)部的配位作用力會發(fā)生動態(tài)交換，使凝膠在1min的時間愈合度達(dá)到96％。
　　2、使用同樣具有光熱性能的銀顆粒與巰基形成配位鍵，