水凝膠完整版本

主要內容水凝膠簡介智能型水凝膠新型高強度水凝膠什么是水凝膠？

水溶脹性，交聯(lián)聚合物親水性聚合物，可吸水達自身重量的數千倍三維網狀結構，在水中不溶解

1.水凝膠簡介高吸水性水凝膠

1.水凝膠簡介纖維素衍生物聚乙烯醇聚（n-乙烯基吡咯烷酮）聚乙二醇中低度吸水性水凝膠聚甲基丙烯酸羥乙酯及其衍生物水凝膠溶脹度的表征：溶脹后體積/溶脹前體積溶脹后質量/溶脹前質量

1.水凝膠簡介

1.水凝膠簡介化學鍵氫鍵范德華力

1.水凝膠簡介化學反應乳液聚合反相微乳液聚合原位聚合輻射電子束gamma-rays

X-rays

UVlight

化學交聯(lián)交聯(lián)方式：輻射聚合所得的高分子具有較高的純度，沒有化學引發(fā)劑遺留的殘渣；聚合反應可以在低溫和固相下進行，且較易控制；射線能量高，可以使難以聚合的單體發(fā)生聚合；但因輻射作用無選擇性，會使反應比較復雜。分類：來源、制備方法和離子基團結構。

1.水凝膠簡介來源天然高分子水凝膠合成高分子水凝膠

1.水凝膠簡介制備方法均聚水凝膠共聚水凝膠多聚水凝膠互穿網絡水凝膠中性水凝膠

1.水凝膠簡介陰離子水凝膠兩性水凝膠離子基團陽離子水凝膠

1.水凝膠簡介將水凝膠放入水中，便可以在水中吸水膨脹。直到溶脹平衡

1.水凝膠簡介水凝膠的溶脹水凝膠的一些性質

孔尺寸形狀、表面積/體積比水含量強度溶脹性

1.水凝膠簡介可以作為保護細胞或者其它物質的介質很高的傳導性生物相容性可以注射便于改性

水凝膠的優(yōu)點

1.水凝膠簡介機械強度低難于操作水凝膠的缺點

1.水凝膠簡介水凝膠交聯(lián)網絡示意圖

1.水凝膠簡介影響水凝膠性質的因素聚合物種類交聯(lián)程度溫度溶液組成

2.智能型水凝膠ElectricfieldpHTemperatureLightSolventcomposition

智能型水凝膠也叫環(huán)境（刺激）響應性水凝膠，即在較小環(huán)境條件變化的情況下，會產生較大響應的水凝膠。Stimuli-responsive

2.智能型水凝膠pH敏感水凝膠pH響應水凝膠是通過在聚合物主鏈上引入酸性或者堿性基團來制備的。這些基團在不同pH環(huán)境中可以接受或者釋放質子，從而引起網絡伸縮。-COOHpH>4.25pH<4.25-COO-swellinigshrinkingpH敏感型水凝膠通常含有可離子化基團，可分為陰離子型（如—COO-,—SO3-等）陽離子型(如—NH2,=NH,—NH4+等）和兩性型。

2.智能型水凝膠pH敏感水凝膠在藥物輸送體系中有重要的應用溫敏性水凝膠主要是因為聚合物網絡內存在氫鍵、疏水相互作用或者物理纏結等可以形成結合區(qū)域物理相互作用。

2.智能型水凝膠溫敏性水凝膠聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)水凝膠透明大量吸水白色渾濁收縮失水

2.智能型水凝膠溫敏性水凝膠的溫敏特性的體積相變理論凝膠體系中存在著一定的疏水基團和親水基團。它們與水在分子內和分子間產生相互作用。T<LCST時，凝膠溶于水，凝膠與水之間主要是酰胺基團與水分子之間的氫鍵作用，此時由于氫鍵及范德華力的作用，大分子鏈周圍的水分子形成一種由氫鍵連接的，高度有序化的溶劑化殼層。隨著溫度上升，凝膠與水的相互作用發(fā)生改變，其分子內及分子間的疏水作用加強，形成疏水層，氫鍵被破壞，大分子鏈周圍的溶劑化殼層被破壞，在某一臨界溫度(LCST)，水分子從凝膠中排出，凝膠發(fā)生相變。此時高分子由疏松的線團結構轉變?yōu)榫o密的膠粒狀結構。

2.智能型水凝膠影響溫敏性水凝膠溶脹相變行為的因素親水和疏水單體的種類和比例外加鹽、醇等一般認為些物質與水凝膠網絡中高分子鏈上的疏水基團相互作用引起的與其它幾種響應性水凝膠相比，電響應水凝膠有著特殊的優(yōu)越性：電場的大小及開關便于控制

2.智能型水凝膠電響應水凝膠electrodehydrogelclamp

2.智能型水凝膠電響應水凝膠響應機理滲透壓理論電解質凝膠在直流電場下的彎曲、變形主要是由在凝膠面向電場正、負極的兩側產生的滲透壓差而產生。聚離子在聚合物網絡上保持不動，各離子由于遷移速率不同而在凝膠內部產生離子的濃度梯度，即凝膠面向電場正、負極的兩側的離子濃度不同，從而產生一個滲透壓差。局部pH濃度梯度理論水凝膠中引入光敏成分，由光異構化反應來實現凝膠的光刺激響應。通過凝膠對環(huán)境的敏感實現不同構象凝膠對光的透過率不同。

2.智能型水凝膠光敏水凝膠

3.新型高強度水凝膠水凝膠交聯(lián)網絡示意圖水凝膠交聯(lián)網缺陷示意圖水凝膠低機械強度的原因聚合物分子鏈密度低分子鏈間摩擦力小在凝膠過程中形成的交聯(lián)結構不均勻

3.新型高強度水凝膠天然高強度水凝膠近來，人們制備了三種具有高強度的新型凝膠:拓撲凝膠(topological(TP)gel)納米復合材料凝膠(nanocomposite(NC）gel)雙網絡凝膠(doublenetwork(DN)gel).

3.新型高強度水凝膠

3.新型高強度水凝膠拓撲水凝膠（a）拓撲水凝膠結構示意圖（b）拓撲水凝膠中的聚輪烷分子鏈，分子鏈是聚乙二醇，圓環(huán)是環(huán)糊精（c）聚輪烷凝膠中的化學交聯(lián)拓撲膠的交聯(lián)劑是一種特殊的8字形材料，聚合物分子鏈可以在里面滑移。

3.新型高強度水凝膠拓撲水凝膠

3.新型高強度水凝膠雙網絡水凝膠雙網絡水凝膠的制備必須經歷兩步：制備高交聯(lián)度的凝膠在第一步形成的凝膠內再形成一個松散交聯(lián)的網絡結構

3.新型高強度水凝膠雙網絡水凝膠雙網絡（DN）結構示意圖互穿聚合物網絡（IPN）結構示意圖

3.新型高強度水凝膠納米復合材料水凝膠納米水凝膠結構示意圖聚丙烯酰胺/粘土納米水凝膠

3.新型高強度水凝膠納米復合材料水凝膠的形成機理

3.新型高強度水凝膠納米復合材料水凝膠的優(yōu)點制備簡單機械性能非常好透明(b)(a)(c)(d)3days25℃納米復合材料水凝膠對陽離子顏料的吸附

3.新型高強度水凝膠納米復合材料水凝膠對陽離子顏料的吸附作用

3.新型高強度水凝膠納米復合材料水凝膠對陽離子顏料的吸附作用LaponiteXLGLaponiteXLSThreedays

3.新型高強度水凝膠納米復合材料水凝膠對陽離子顏料的吸附作用納米復合材料水凝膠對陽離子顏料的吸附機理+-1min2min3min4min5min6min7min8min9min10min納米復合材料水凝膠的電響應行為

2.新型高強度水凝膠機械強度高，響應速度快，響應程度大OsmoticpressureLocalpHgradient聚丙烯酰胺/粘土復合材料水凝膠中粘土含量對電響應的影響納米復合材料水凝膠的電響應行為

3.新型高強度水凝膠同時提高凝膠的機械強度和響應速度化學交聯(lián)水凝膠？機械強度響應速度交聯(lián)程度分子鏈的柔順性

4.人造肌肉的研究進展人造肌肉的研究開始于20世紀40年代近年來特殊聚合體材料和智能材料的誕生，為人造肌肉的研究提供了新的發(fā)展契機。開發(fā)人造肌肉不僅對醫(yī)學具有重大意義，而且對機器人技術的發(fā)展也至關重要。

4.人造肌肉的研究進展初步介紹人造肌肉狀材料是根據生物學原理，由3種氨基酸(纈氨酸、脯氨酸和甘氨酸)按一定順序排列而構成。它類似于人的肌肉纖維，具有彈性，且能隨環(huán)境溫度和化學成分(如pH值)的變化而伸縮。由于它能模擬活體的生物過程，于是，人們把這種材料稱為生物聚合物。

4.人造肌肉的研究進展美國和韓國研究者聯(lián)手研究出一種超級仿生肌肉。這種肌肉不僅力量大得驚人，而且從來不會疲憊?，F行的機器人或機械手臂受到能量限制，只能在電源附近活動。仿生肌肉可以自由活動，而且能工作更長時間，能量由燃料供應，不會因電池短命而動不了，也不必時刻綁個電源在身邊。初步介紹

4.人造肌肉的研究進展活動自由工作更持久比常人肌肉強100倍有循環(huán)系統(tǒng)也有神經人造肌肉用途廣泛初步介紹

4.人造肌肉的研究進展仿生學應用亞利桑那州州立大學的科學家中們從蟾蜍的肌肉構造上獲得靈感，設計出了一種“機器肌腱。這種機器肌腱就是“生物馬達”，也就是人造肌肉。

4.人造肌肉的研