纳米复合水凝胶的研究进展

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有机无机纳米复合水凝胶的制备和应用.doc

有机/无机纳米复合水凝胶的制备和应用周建华，王林本，孙根行（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021）纳米材料具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点，受到广泛的关注。

将纳米尺寸的无机物颗粒分散在水凝胶中可制备有机/无机纳米复合水凝胶，与普通水凝胶相比，纳米材料复合水凝胶的机械性能、光学性能、热力学性能都有较大的提高。

本文综述了TiO2、SiO2、Fe3O4等无机物作为填充剂或交联剂制备复合水凝胶的研究进展，分析了其在环保、医药等领域的应用。

关键词：纳米复合水凝胶；二氧化硅；二氧化钛；四氧化三铁Synthesis and Applications of Organic / Inorganicmedicine and other fields are analyzed.Key words：Nanocomposite ; hydrogel; silica 水凝胶是一类在空间上具有三维网状结构，在水屮能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物［1"3］。

因其具有良好的吸水、保水及良好的生物相容性等特性，被广泛应用于工业、农业、医药和生物工程材料等领域［4］。

传统的聚合物水凝胶存在光学透明性差、吸水脱水速率低、强度低、脆性大等问题，在应用上受到极大限制。

近年来，水凝胶在纳米材料改性方面的研究愈来愈多。

纳米材料独特的尺十和界而效应，使其在电子、机械、生物等领域展现出巨大的潜力，受到人们的极大关注［5］。

通titanium dioxide ; ferroferric oxide 过向轻微化学交联的水凝胶屮引入无机纳米材料Aioi,如Ti o2> SiO2、Fe3O4等，制备的有机/无机纳米复合水凝胶不仅保持了纳米材料自身的功能性质，而且还将纳米TiO2、SiO2、Fe3O4等材料的刚性、尺寸和热稳定性与水凝胶的软湿性能相融合，从而明显改善水凝胶的机械性能、热稳定性［8L 因此，有机/无机纳米复合水凝胶是一种极具发展前景的新材料。

羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能研究

羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能探究摘要：本探究以高分子聚丙烯酰胺(PAM)作为基础材料，利用生物材料羧甲基壳聚糖(CMC)和无机材料纳米氧化物作为增强剂，制备出一种新型的高强度、高稳定性的智能纳米复合水凝胶。

在不同的制备条件下对该复合水凝胶进行系统的物理、化学性质的分析与表征，结果表明复合水凝胶具有较高的吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能，能够广泛应用于医学、生物、环境等领域。

关键词：羧甲基壳聚糖，纳米复合水凝胶，智能响应，稳定性，增强效果。

1. 前言水凝胶在现代生物、医学、环境和能源等领域广泛应用，然而传统的水凝胶在吸水性、机械强度、稳定性和响应性等方面存在一定的限制，制约了其应用。

因此，探究一种新型高性能的水凝胶具有重要的科学探究和应用价值。

2. 试验材料与方法2.1 试验材料聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基壳聚糖(CMC)、纳米氧化物、N,N-二甲基乙酰胺(DMAM)、甲醛等。

2.2 试验方法接受自由基聚合法和化学交联法相结合的方法制备智能纳米复合水凝胶，通过DMA、TGA、SEM、XRD等方法对其进行性能测试及形态表征，对吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能进行有效的评估和分析。

3. 结果与谈论3.1 羧甲基壳聚糖对水凝胶性能的影响不同质量比下CMC与PAM的复合水凝胶产物比纯PAM凝胶的吸水性能、机械强度都有所提高，其中CMC质量为0.025g/gPAM、0.05g/gPAM、0.1g/gPAM的复合水凝胶吸水率比纯PAM凝胶增加了32.1%、41.5%、46.3%，机械强度比纯PAM凝胶增加了10.24%、16.12%、28.08%，因此CMC能有效地提高水凝胶的性能。

3.2 纳米氧化物对水凝胶性能的影响CMC/PAM复合水凝胶中添加不同质量比的纳米氧化物对水凝胶性能的影响不同，当纳米氧化物质量比为0.1g/gPAM时，水凝胶的吸水率最高，为2794.6%。

但是在机械强度方面，纳米氧化物的加入会使水凝胶的机械强度下降，需取得适当的添加量。

温敏性水凝胶实验总结与思考

温敏性水凝胶实验总结与思考近年来，各种新型材料层出不穷，其中温敏性水凝胶便是最有特色的一类。

随着科技的进步和人们对环境要求的提高，温敏性水凝胶作为生物传感器已成为热门研究课题之一。

在近日召开的第八届全国固体废弃物处理处置技术交流会暨博览会（11.20—21）上，由我校物理系胡立远教授主持申报的“温敏性纳米复合水凝胶”项目顺利通过了专家组评审，荣获大会“优秀奖”。

现将本次实验总结如下：自从上学期开始接触水凝胶以后，就被它独具特色、神奇多变而又充满魅力所深深吸引住了。

可是到现在才知道水凝胶这么好，但只看见摸不着啊！只能干巴巴地瞪眼。

于是在期末考试前，赶紧准备各式各样的工具书，查阅资料，希望尽早弄清楚水凝胶的奥秘。

但当时并没想那么快动手做，因为据说做起来很麻烦，得先买个凝胶模具再倒胶进去加热才行…——这让我犯难了，唉~只好暂且搁浅，等放假了再搞吧。

然而世事难料，暑假里发生了太多令人意想不到的事情。

记得我刚把一台上个世纪九十年代初的机子给收拾好，还挺带劲儿的呢，怎么突然又打起游戏机的注意来？其他的也就罢了，问题是我打算抽空写个小论文呢！什么时候才轮得到写东西啊？心灰意冷地回到宿舍躺下休息。

正待入睡，却听见一阵细微的响声，抬头一瞧，原来是个银色的玩意儿不知啥时飞了过来，砸碎了我旁边的玻璃瓶。

拿起一瞧，才发现是几颗小珠子掉到了地板上，都滚走了。

这时，我的内心有点忐忑，虽然离开学还早着呢，谁敢保证不会碰上老师呢？果然，一天夜晚巡逻完毕的舍管老爷爷用坚定的语气警告了我一番。

那天还真是邪乎，差点没吓死。

想想都有些后怕，毕竟不想像隔壁同学似的，从床底下找出一块砖头…至此，我终于忍无可忍，决定先动手制造一个试验品。

这次的材料是从花鸟市场购来的普通海藻酸钠，按照常规方法用纱布包裹并抽干水分，再用石蜡密封浸泡几周直到得到透明的粘稠状物质。

纳米复合水凝胶的研究进展

纳米复合水凝胶的研究进展张敏东,金高军,黄　梅3(浙江大学化学工程与生物工程学系,杭州　310027) 摘要:传统水凝胶存在机械性能差、响应速度慢等缺点,限制了它作为新材料的应用前景。

纳米材料具有独特的微观尺度结构和性质,在电子学、光学、机械学、生物学等领域展现出巨大的潜力。

将无机纳米材料添加入水凝胶中不但有可能提高水凝胶的机械强度,同时还能赋予凝胶特殊的新性能,如电响应性能、紫外吸收性能、磁敏感性能等。

因而纳米复合水凝胶成为近期的研究热点。

本文综述了纳米复合水凝胶的增强理论、典型制备方法及其功能化研究进展。

关键词:复合水凝胶;高强度;纳米材料水凝胶作为高吸水材料、外科软组织填充材料、软性角膜接触镜和皮肤移植材料、隔水混凝土填加剂、石油回收堵水剂等在卫生、生物医学、建筑、化工等诸多领域得到广泛的应用[1]。

通常的水凝胶由化学交联的聚电解质如聚丙烯酰胺或聚丙烯酸网络构成,因断裂能通常在10～100J/m2范围内[2],所以其实际应用范围大大降低。

通过调节化学交联程度虽然可以改变水凝胶的吸水特性、机械性能等,但由于化学交联的聚合物水凝胶有光学透明性差、吸水(脱水)速率低、强度低、脆性大等不足,因而在应用上受到极大限制。

通过向轻微化学交联的水凝胶中加入无机物,如无机黏土等,已发现合成的有机(无机)复合凝胶在改善其力学性能方面具有显著的效果[3～7]。

由于纳米材料(粒径1～100nm)独特的尺寸效应和界面效应,其在电子学、光学、机械学、生物学等领域展现出巨大的潜力。

纳米复合凝胶是将纳米尺寸的无机物颗粒分散在水凝胶中形成的复合材料。

因为它不仅保持了纳米材料本身的功能性质,而且还将纳米材料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与水凝胶的软湿性能相融合,从而明显改善水凝胶的物理机械性能、热稳定性[8～10],所以是一种极具发展前景的新材料。

本文阐述了纳米复合水凝胶高强度理论,总结了当前纳米复合水凝胶典型的合成方法,最后展望了其诱人的发展前景。

PEG-IPDI-PVA／Laponite基纳米复合水凝胶的制备与研究

入改善了水凝胶的内部结构和物理、化学性能。而在３５～４０℃ 时，溶胀率增长迅速，改善了此类材料的温敏性
能。
关键词：复合水凝胶；温度敏感性；聚乙二醇；锂藻土；溶胀性能
中图分类号：ＴＱ３１７．２文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ９７３１．２０１７．０１．０２９
王沛，高珊，刘炼，张天祥
（大连海事大学材料科学与工程系，辽宁大连１１６０００）
摘要：为了使ＰＥＧ— ＩＰＤＩ — ＰＶＡ水凝胶的温敏性与机械性能得到提高，加入锂藻土纳米填料，利用原位接枝共聚法制备出ＰＥＧ — ＩＰＤＩ — ＰＶＡ系列水凝胶。通过红外光谱、扫描电镜对水凝胶的结构和断面形态进行表征，确定了水凝胶的溶胀性能与力学性能。结果表明，随锂藻土的加入溶胀率明显提高，甚至达到７００，说明锂藻土的加
发展有限公司；Ｎ，Ｎ一二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ），分析纯，
具有良好吸水保水性、生物相容性的聚乙二醇（ＰＥＧ）基水凝胶，内部以丰富的共价键连结，是一种优秀的抗蛋白质和细胞粘附的生物材料，并可在人体内使用，不会引起人体机能的排斥，且能被迅速排出体外而不产生任何毒副作用［１。其缺点是综合力学性能不佳，尤其是强度不高。聚乙烯醇（ＰＶＡ）分子结构呈线性，成纤性好，拉伸强度高，并且和ＰＥＧ的相容性好，因而ＰＶＡ的加入可有效的提高ＰＥＧ的力学性能。目前有关ＰＶＡ／ＰＥＧ水凝胶材料的研究报道较少，且其研究均是基于ＰＶＡ为主体的性能研究。张梅等＿１

细菌纳米纤维素复合抗菌水凝胶敷料的性能研究

细菌纳米纤维素复合抗菌水凝胶敷料的性能研究张丽;袁海彬;陈琳;洪枫【摘要】为了保留细菌纤维素(BNC)独特的纳米三维网络结构,并改善其用于敷料时性能单一的不足,通过旋转浸渍法,将BNC与海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)复合,再置于硼酸(BA)-氯化钙溶液中浸渍交联,得到力学性能增强、抗菌效果显著、促凝血优异的复合水凝胶敷料.通过场发射电子显微镜、红外光谱、拉力测试、水蒸气透过率、抑菌圈和振荡法抗菌测试、全血凝固时间测定等手段表征了复合抗菌水凝胶的结构和性能.结果表明,SA、PVA与BNC实现了很好的复合,最大断裂拉力比纯BNC提高了3倍,杨氏模量提高了5倍多;复合抗菌水凝胶具有良好的水蒸气透过率,达到751.8±40 g/m2/24h;SA/PVA/BNC水凝胶具有广谱抗菌性能和良好的促凝血效应,在功能性敷料领域应用潜力巨大.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2019(027)002【总页数】9页(P31-38,58)【关键词】细菌纤维素;海藻酸钠;聚乙烯醇;硼酸;抗菌敷料【作者】张丽;袁海彬;陈琳;洪枫【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院微生物与工业生物技术研究组,上海 201620;东华大学化学化工与生物工程学院微生物与工业生物技术研究组,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院微生物与工业生物技术研究组,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院微生物与工业生物技术研究组,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TB332皮肤烧创伤护理中最常见的并发症为伤口感染，此过程伴随着大量渗出液，致使多种生长因子和细胞外基质被分解，表皮生长和伤口愈合过程受阻[1]。

敷料是临床上广泛使用的一种治疗皮肤创伤的医用材料，能为创口提供一个湿润的环境从而加速伤口的愈合。

传统敷料主要包括干纱布、油纱、绷带等，主要由棉纤维织成[2-3]，用于感染性伤口无抗菌效果，渗液管理能力有限，无法促进伤口愈合。

《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》范文

《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》篇一一、引言随着科技的发展，智能材料的研究和应用已经逐渐成为了当前科技领域的热点。

其中，智能纳米复合导电水凝胶以其独特的性质，在柔性电子设备中展现出了广阔的应用前景。

本文将详细介绍智能纳米复合导电水凝胶的设计原理及其在医用柔性电子设备中的应用研究。

二、智能纳米复合导电水凝胶的设计1. 材料选择智能纳米复合导电水凝胶的设计首要的是材料的选择。

水凝胶是由聚合物链形成的网络结构，其内含有大量亲水基团，能够在保持三维结构的同时，吸附并保留大量的水分子。

同时，纳米导电材料的加入能有效地提高其导电性能。

我们主要采用具有高导电力和生物相容性的纳米银颗粒以及高分子聚合物，进行混合设计。

2. 合成方法本研究的合成方法采用纳米材料制备技术与传统高分子材料加工方法相结合的方式。

首先将高分子聚合物通过一定的方式制成微米级结构，再利用化学还原法将纳米银颗粒嵌入到高分子网络中，从而形成智能纳米复合导电水凝胶。

3. 结构特性本研究所设计的智能纳米复合导电水凝胶具有良好的导电能性、自恢复性、以及出色的拉伸性。

这些特性使其能够满足医用柔性电子设备的高标准要求。

三、在医用柔性电子设备中的应用1. 医疗监测设备的导线材料利用智能纳米复合导电水凝胶的高导电力，高弹性和出色的生物相容性，将其用作医疗监测设备的导线材料具有显著的优点。

这种水凝胶可以作为贴身可穿戴设备的导线材料，提供持续、稳定的数据传输，且在长时间使用中能保持良好的舒适性。

2. 神经电刺激和生物信号检测器利用其出色的拉伸性和自恢复性，这种智能水凝胶可以被用作神经电刺激器或者生物信号检测器。

由于该水凝胶具有高度灵活的特质，因此它可以轻松适应生物体的复杂形态，从而实现高效、准确的神经电刺激和生物信号检测。

3. 药物释放系统此外，这种智能纳米复合导电水凝胶还可以被用作药物释放系统。

通过将药物与该水凝胶结合，可以实现对药物的精确控制释放，从而达到对疾病的长期、有效治疗的目的。

水凝胶的研究进展

水凝胶的研究进展俊机哥哥0913010407(广西师范学院化学与生命科学学院09高分班)摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。

关于水凝胶的制备，我们在文章的介绍了三种方法：单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。

关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学前言水凝胶这个词最早出现于1960年，当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。

它本身是硬的高聚物，但它汲取水分后就变成具有弹性的凝胶，故称水凝胶。

水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够汲取大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶化。

水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。

由于其具有三维网络结构，故相对分子质量很高，其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。

溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内，交联密度越大，三维网络间的空问就越小，水凝胶在溶胀时汲取的水分也就越少。

由于水凝胶外表不易粘附蛋白质和细胞，故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性；其它，水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软，并且类似于生物体组织，故作为人体植入物可以减少不良反响。

因此，水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。

例如，PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。

PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。

PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。

水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。

水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。

其它，水凝胶在日用品，工业用品，农业、土建等领域也有广泛应用。

1 水凝胶的制备1. 1 单体聚合并交联合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了局部单体及交联剂。

表1水凝胶制备中常用的单体和交联剂水凝胶可以由一种或多种单体采纳电离辐射、紫外照耀或化学引发聚合并交联而得。

一般来说,在形成水凝胶过程中需要参加少量的交联剂。

【精品】纳米聚合物水凝胶

纳米聚合物水凝胶帕特里克schexnailder和古德施密特摘要技术需要新的和更软材料以及推动新知识基本的了解，导致了重大进展在该领域的纳米复合凝胶。

各种复杂的凝胶结构具有独特的化学，物理，生物性能已设计或发现的纳米。

可能形成自组装使有机聚合物和超分子形态无机纳米粒子的基石的设计水基凝胶。

在这次审查中，我们强调的最新（2004–2008）成就和趋势在创造性的方法来产生结构，性能，和功能在大多数生物技术的应用。

我们审查的影响，出版工作总结与大纲的未来发展方向和挑战与设计和工程的新材料凝胶。

关键词水凝胶,纳米复合材料,纳米颗粒,聚合物,硅酸盐,金属纳米粒子景区简介最近的进展，化学，物理，生物域结合在生物医学和增长的需求医药行业带来了新的发展纳米复合水凝胶的许多不同的应用。

新型聚合物化学和配方以及制造和加工技术支持改进仪器，可以测量和操纵物质在纳米水平[1]。

理论工作好指南和补充，但是，有时，与实验在跨学科的合作研究迫使科学家边界。

纳米和生物技术提供发展机会的复杂和优化软材料与协同性能。

可能性控制化学和物理性能的设计三维凝胶结构提供了一个强大的战略多功能工程纳入到凝胶的纳米尺度。

本次审查的范围是划定的结构和性能的纳米复合水凝胶的主要合成材料。

大多数合成水凝胶纳米复合材料的出版物集中系统聚（环氧乙烷），聚（丙烯酰胺），或聚（乙烯基酒精）作为聚合物。

因此，水凝胶纳米复合材料含有这些聚合物将得到了广大我们的注意在本次审查。

此外，我们还将讨论聚合物–金属，聚合物–磁性，和天然聚合物纳米复合水凝胶。

专利文献是不包括在这个搜索。

由于纳米复合聚合物水凝胶有时难以分类相比，纳米复合材料凝胶，在这里我们使用一个更简化定义根据魏斯和terech，“……如果它看起来如“果冻”，它必须是一个凝胶！“[2]许多定义凝胶可用，和研究人员并不总是同意什么是一个水凝胶。

因此，我们将回顾文献的基础上纳米复合水凝胶和凝胶制成的各种聚合物和无机纳米粒子的大小不同。

超拉伸聚合物-锂藻土纳米复合水凝胶

收稿:2007年4月,收修改稿:2007年6月　3国家自然科学基金项目(N o.20534020,50773024)资助33通讯联系人　e 2mail :mcztong @超拉伸聚合物2锂藻土纳米复合水凝胶3熊丽君　胡小波　刘新星　童　真33(华南理工大学材料科学研究所　广州510640)摘　要　将锂藻土(Laponite )纳米粒子分散在水中,加入丙烯酰胺类单体和过氧化物引发剂,不添加化学交联剂,原位自由基聚合可得到聚合物2Laponite 纳米复合水凝胶。

其透明度高,可以拉伸至1300%以上,具有优异的力学性能,成为当前智能材料研究的热点之一。

本文综述了聚合物2Laponite 纳米复合水凝胶所用锂藻土的结构、性质以及复合水凝胶的合成、结构及物理特性,并探讨这一领域可能的发展方向。

关键词　锂藻土　水凝胶　智能材料　大分子网络中图分类号:T Q314.2;O648117　文献标识码:A 文章编号:10052281X (2008)0420464205Polymer 2Laponite N anocomposite H ydrogels with Super 2E longationXiong Lijun Hu Xiaobo Liu Xinxing Tong Zhen33(Research Institute of Materials Science ,S outh China University of T echnology ,G uangzhou 510640,China )Abstract A novel nanocom posite hydrogel can be prepared by in 2situ radical polymerization of acrylamide m onomers in the suspension of Laponite clay without cross ponite particle is a lamellar disk with diameter of 25—30nm and thickness of 1nm ,which is believed to take the role of cross 2linker in the hydrogel.This kind of hydrogel becomes the focus of smart materials with high transparency and excellent mechanical properties ,which can be elongated up to 1300%.Up to now ,only acrylamide derivatives can be used in this polymerization.In this paper ,the recent progress on the m onomer ,Laponite used in the gel and synthesis ,structure ,physical properties of the nanocom posite hydrogels with the structure and properties of Laponite is reviewed.The possible development of this nanocom posite hydrogel in the near future is als o discussed.K ey w ords Laponite ;hydrogel ;smart materials ;macrom olecular netw ork1　引言自从T anaka 等[1]发现水解聚丙烯酰胺凝胶的体积相变现象以来,各国学者为研制凝胶型智能材料进行了大量的工作,但至今仍无产品问世。

具有强韧自愈性能的纳米纤维素复合水凝胶制备和应用研究

具有强韧自愈性能的纳米纤维素复合水凝胶制备和应用研究摘要纳米纤维素复合水凝胶是目前研究的热点之一，在生物材料、生物医药及智能材料领域具有广泛的应用前景。

本文主要介绍了纳米纤维素复合水凝胶的制备、性能以及应用研究。

文章概括了现有的制备方法和制备参数对合成纳米纤维素复合了水凝胶的影响，着重介绍了生物可降解聚合物、无机建筑物质等的复合材料，以及复合后的性能表现。

文章还重点论述了纳米纤维素复合水凝胶在细胞材料、药物传递、组织工程、生物传感器和智能材料等领域的应用，并展示了其在这些领域所取得的研究成果。

关键词：纳米纤维素，水凝胶，复合材料，生物医药，智能材料AbstractNanocellulose composite hydrogel is one of the hotspotsin research field, which has a wide range of applications in biomaterials, biomedicine and intelligent materials. This article mainly introduces the preparation, properties and application research of nanocellulose composite hydrogel. The article summarizes the existing preparation methods and the influence of preparation parameters on the synthesis of nanocellulose composite hydrogel, focusing on the composite materials of biodegradable polymers, inorganic building materials, and the performance after composite. The article also focuses on the application of nanocellulose composite hydrogel in cell materials, drug delivery, tissue engineering, biosensors, and intelligent materials, and demonstrates the research results achieved in these fields.Keywords: Nanocellulose, Hydrogel, Composite Materials, Biomedicine, Intelligent MaterialsIntroduction纳米纤维素是由生物质转化而来的一种天然高分子材料，其结构特点包括长而细的纤维状微观形态、大比表面积、高度结晶度、高强度、低重量、分散性佳等特点。

水凝胶的最新研究进展

水凝胶的最新研究进展作者：何畅来源：《当代化工》2020年第01期The Latest Research Progress and Application of HydrogelsHE Chang（School of Pharmaceutical Science and Technology， Tianjin University， Tianjin300072，China）水凝胶是一种由亲水性聚合物链组成并通过物理交联或化学交联而形成的材料[1]。

水凝胶中形成三维网状结构的聚合物起到骨架的作用，通过表面张力作用将大量的水锁在水凝胶整体当中。

水凝胶的保水能力取决于三维结构的交联程度和结构分子的亲水能力，表现为水凝胶的吸水膨胀性能。

水凝胶的网状结构可以保持聚合物链本身的亲水性质，聚合链又由于交联形成了整个凝胶网络，使得它能够在水中不被溶解[2]。

对于水凝胶应用的研究始于1960年，Wichterle和Lim通过聚合2-羟乙基甲基丙烯酸甲酯成功制备了水凝胶，并制成了历史上第一副隐形眼镜[3]。

自此水凝胶的研究与应用进入了一个快速发展的时期。

水凝胶的结构性质使得它能够吸收并储存远超过自身质量的水，因此水凝胶具有多种商业用途。

具有强吸水能力的水凝胶可以用于水的吸收和储存，在污水处理和农业灌溉中都能得以应用。

此外，由于水凝胶具有的优秀保水溶胀性能，水凝胶材料也被用于生产纸尿裤[4]。

除了具有强的吸水性能外，水凝胶通常还具有较小的硬度和较高的弹性，软性的水凝胶也被用作制备隐形眼镜[5]和医疗设备的电极。

基于独特的组成偶合机械性能，具有生物相容性和生物可降解性的水凝膠也被用在医学领域，在过去的几十年中，以水凝胶材料为载体，用于生物细胞培养、组织工程生物支架材料的例子也层出不穷[6]。

近年来，随着人们对材料化学的深入研究，对于外界刺激具有相应特性的智能水凝胶成为材料学家研究的重点，智能水凝胶是能够通过接触外部环境的刺激而做出相应的智能响应的材料，他们能够通过感应外部温度、光照、磁场、电厂、pH值等的变化或接触到特定的小分子而改变自身结构或溶胀特性的性质，从而发挥出人们所需的功能。

纳米纤维素PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制备研究

纳米纤维素/PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制备研究为了攻克竹材的长效防霉难题,以温敏性水凝胶PNIPAm为原料,将具有强杀菌作用的纳米银包埋其中制得温敏性抗菌纳米水凝胶,再与竹材复合制备防霉竹材,通过温敏性水凝胶的温变特性实现竹材的长效防霉。

主要研究结果如下:(1)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,引入TEMPO氧化的纳纤化纤维素(TO-NFC),采用自由基溶液聚合法制得一系列半互穿网络水凝胶,并研究了其溶胀性能和力学性能。

结果表明:TO-NFC的引入明显提高了PNIPAm水凝胶的溶胀性能和抗压性能,尤其具有高含量的TO-NFC,溶胀比可达42 g/g,压缩强度可达61.53 MPa,分别是纯PNIPAm的2倍、5倍。

(2)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用自由基溶液聚合法制得一系列纳米水凝胶,并研究聚合组分对水凝胶纳米粒径的影响。

结果表明:当单体PNIPAm浓度为0.75mg/mL、交联剂MBA浓度为0.255 mg/mL、引发剂KPS浓度为0.300mg/mL、催化剂TEMED浓度为0.563 mg/mL时,所制纳米水凝胶分散均匀,粒径可达28.6nm。

(3)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、丙烯酸(AAc)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,硝酸银(AgNO3)作为银源,采用自由基溶液聚合法制得Ag纳米复合水凝胶——Ag/PNIPAm和Ag/P(NIPAm-co-AAc),并研究其粒径分布和微观形貌。

结果表明:所制Ag纳米复合水凝胶的粒径在50nm左右,Ag/P(NIPAm-co-AAc)纳米水凝胶较Ag/PNIPAm的负载Ag纳米粒子多,其内部均匀分散着10nm左右的Ag颗粒,呈现出“核-壳”结构。

(4)论文的研究成果,对于拓展PNIPAm基纳米水凝胶的应用范围,实现竹材的长效防霉具有十分重要的意义。

基于动态硼酸酯键的导电纳米复合水凝胶的制备与智慧医学诊疗

基于动态硼酸酯键的导电纳米复合水凝胶的制备与智慧医学诊疗摘要：动态硼酸酯是一类新型的有机硼化合物，含有硼酸酯键，具有自修复性、敏感性等独特的物化性质。

导电纳米复合水凝胶是一种结构紧密、功能丰富的水凝胶材料，具有强大的电学性能和生物兼容性。

本文针对两者的特点和优势，探讨了基于动态硼酸酯键的导电纳米复合水凝胶的制备与智慧医学诊疗应用。

首先介绍了动态硼酸酯的结构和特性，重点讨论了硼酸酯键的自修复性和敏感性在导电纳米复合水凝胶制备中的应用，介绍了一系列制备方法和条件，阐述了动态硼酸酯键对导电纳米复合水凝胶材料结构、电学性能和生物兼容性的影响。

其次，详细介绍了导电纳米复合水凝胶的制备过程和技术路线，包括复合物的制备、水凝胶的制备和复合水凝胶的制备，探讨了各环节的关键技术和注意事项，总结了常用的制备方法和优缺点。

在此基础上，进一步探讨了导电纳米复合水凝胶在智慧医学诊疗领域的应用，包括医学成像、生物传感、神经刺激和药物传递等方面。

介绍了一系列应用案例和研究进展，阐述了导电纳米复合水凝胶在智慧医学诊疗中的潜在应用价值和前景。

最后，本文对导电纳米复合水凝胶的未来发展方向进行了展望，包括材料组合与优化、性能评价与标准化、应用实践与临床研究等方面，期望本文能为基于动态硼酸酯键的导电纳米复合水凝胶的制备与智慧医学诊疗研究提供一定的参考和借鉴意义。

关键词：动态硼酸酯键；导电纳米复合水凝胶；智慧医学诊疗；自修复性；敏感性。

动态硼酸酯键具有自修复性和敏感性，这些特性使得导电纳米复合水凝胶在材料制备和医学应用中受到越来越广泛的关注。

通过对动态硼酸酯键的合理设计和控制，可以调控纳米复合材料的结构和性能，以满足不同的应用需求。

在制备导电纳米复合水凝胶时，一般采用物理或化学方法将导电纳米材料与水凝胶材料组合。

其中，物理复合是把导电纳米材料和水凝胶材料混合后形成复合物，化学复合则是通过一定的化学反应将两种材料紧密结合在一起形成复合材料。

海藻酸钠复合水凝胶研究进展

海藻酸钠复合水凝胶研究进展一、本文概述海藻酸钠作为一种天然多糖类高分子化合物，因其良好的生物相容性、生物降解性以及优异的凝胶性能，在生物医学、药物递送、组织工程等领域受到广泛关注。

近年来，随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的研究取得了显著进展。

本文旨在综述海藻酸钠复合水凝胶的最新研究进展，包括其制备方法、性能优化、以及在各个领域的应用情况，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。

本文将首先介绍海藻酸钠的基本性质及其在复合水凝胶中的应用优势。

随后，将重点阐述海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括物理交联、化学交联和生物酶法等，并分析各种方法的优缺点。

接着，将探讨海藻酸钠复合水凝胶的性能优化策略，如增强机械强度、调节降解速率、提高生物活性等。

还将详细介绍海藻酸钠复合水凝胶在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的应用现状，并展望其未来的发展前景。

通过本文的综述，我们期望能够为海藻酸钠复合水凝胶的研究和应用提供更为全面和深入的理解，推动该领域的技术进步和创新发展。

二、海藻酸钠复合水凝胶的制备方法随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的制备方法日趋多样化，以满足不同领域的应用需求。

目前，主要的制备方法包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等。

物理交联法主要利用海藻酸钠分子链间的相互作用，如离子键、氢键等，通过改变溶液的温度、pH值或添加盐类等物理手段，诱导海藻酸钠分子链发生交联，从而形成水凝胶。

这种方法操作简单，条件温和，但形成的凝胶强度相对较低，稳定性有待提高。

化学交联法则是通过引入化学交联剂，如戊二醛、丙烯酰胺等，与海藻酸钠分子链发生化学反应，形成共价键，从而增强凝胶的强度和稳定性。

这种方法制备的凝胶具有较高的机械强度和化学稳定性，但交联剂的引入可能会引入潜在的毒性或生物不相容性，因此在生物医学领域的应用受到限制。

辐射交联法利用高能辐射如紫外线、伽马射线等，引发海藻酸钠分子链发生断裂并重新组合，形成三维网状结构，从而制备出水凝胶。

水凝胶在医学领域的研究现状

作者简介：王薇（1994-），女，硕士，助理工程师，主要研究方向为医用高分子材料。

*为通讯作者收稿日期：2022-11-02水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态下可以保持大量体积的水而不溶解，具有良好的相容性和生物降解性，被广泛的应用到药物输送、组织再生等医学领域。

本文将主要对水凝胶的制备方法、性质及应用进行综述，重点介绍水凝胶的制备方法及其在医学领域中的应用。

1　水凝胶的分类与制备根据水凝胶的键合方式的不同，水凝胶可以分为物理水凝胶和化学水凝胶。

1.1　物理水凝胶的制备物理凝胶是通过物理作用力，如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。

制备物理水凝胶通常采用的方法有：缔合交联、离子交联、氢键和疏水相互作用、结晶作用。

刘畅[1]以丙烯酰胺(AM )为亲水主单体,辛基酚聚氧乙烯10醚丙烯酸酯(OP10-AC )为疏水单体,在表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS )的水溶液中，通过自由基胶束聚合制备一系列疏水缔合水凝胶(简称HA -gels )，具有优异的性能。

Haitao Zhang 等[2]采用物理双交联法制备了聚丙烯酰胺（CMC -Fe 3+/PAAm ）双网络水凝胶。

在这种水凝胶中，Fe 3+交联羧甲基纤维素（CMC ）用作耗散能量的第一网络，疏水缔合PAAm 用作维持水凝胶完水凝胶在医学领域的研究现状王薇1,2，李丹杰1,2，李菲1,2，夏培斌1,2，王超威1,2，余刘洋1,2，杨亚杰1,2，程杰1,2，崔景强1,2 *(1.河南省医用高分子材料技术与应用重点实验室，河南长垣 453400；2.河南驼人医疗器械研究院有限公司，河南长垣 453400)摘要：水凝胶是一个三维网络且具有高含水量和高溶胀性的结构聚合物，可以模拟人体组织，具有良好的生物相容性，是组织工程理想的生物材料。

本文主要介绍了水凝胶在医学领域的应用现状，旨在为水凝胶在医学领域的研究和产品转化提供参考，并对水凝胶在医学领域的发展进行了展望，提出了未来可进一步研究的方向。

水凝胶的研究进展讲解

应用实例
①天然高强度水凝胶
②丰胸充填物
目前，一些成年女性为了提升个人女性魅力而选择手术丰胸。手术丰胸，是对胸部填充硅胶等制品达到丰胸目的。
③史宏伟等报道了用医用聚丙烯酰胺水凝胶注射法治疗眼睑凹陷畸形的研究，临床治疗眼球摘除术后眼睑凹陷23例，疗效良好。
3.人工玻璃体
人眼正常的玻璃体为凝胶状，主要成分是水，凝胶的基质为胶原和透明质酸。玻璃体浑浊和视网膜脱落都可以引起视力下降甚至失明。
温（热）敏水凝胶
--------热敏的水凝胶作为原位的药物传递
pH敏感水凝胶
------- pH敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与收缩随环境pH的变化而发生变化。这些水凝胶的溶胀性可随外界pH的变化发生极大的、甚至不连续的改变。
电解质敏感水凝胶
--------这类水凝胶对溶胀度的影响主要是阴离子部分，离子化水凝胶的溶胀行为与收缩行为与离子运动密切相关。阴离子型水凝胶平衡溶胀随pH增大而增大；阳离子
水凝胶在药用高分子材料进展
⑺阿达帕林凝胶:可抑制人类多形核白细胞的化学趋化反应，并可通过抑制花生四烯酸经脂氧化反应转化为炎症媒介物来抑制多形白细胞的代谢，从而缓解由细胞反应介导的炎性反应。适用于寻常痤疮的皮肤治疗。
⑻冰带是国内首创新产品，采用国际蓄能高分子材料蓝冰研制而成的高科技绿色环保产品。蓝冰在常温状态下呈蓝色柔软透明状胶体，热容量是水的2-3倍，具有蓄冷降温及蓄热保暖的双重功效，使用方便，安全。
材料特点：它是一类具有亲水基团能被水溶胀但不溶于水的聚合物，水凝胶中的水可使溶于其中的低分子量物质从其间渗透扩散，具有膜的特性，类似于含大量水分的人体组织，具有较好的生物相溶性。此外，聚丙烯酰胺水凝胶为大分子物质，不吸收、不脱落、不碎裂，在弥散的环境下能很好保持水分，有较好的粘度，弹性和柔软度，适合人体组织结构。

水凝胶的制备及应用进展

水凝胶的制备及应用进展一、本文概述水凝胶是一种由亲水性聚合物形成的三维网络结构，其能够在水中吸收并保留大量的水分而不溶解。

这种独特的性质使得水凝胶在众多领域具有广泛的应用前景。

本文旨在全面概述水凝胶的制备技术及其在各领域的应用进展。

我们将首先介绍水凝胶的基本概念和性质，然后详细讨论其制备方法，包括物理交联、化学交联和生物交联等。

接着，我们将重点综述水凝胶在生物医学、环境科学、农业和工业等领域的应用情况，并探讨其面临的挑战和未来的发展趋势。

通过本文的阐述，我们期望能为读者提供一个关于水凝胶制备与应用全面而深入的理解，并为其在相关领域的研究和应用提供有益的参考。

二、水凝胶的制备方法水凝胶的制备方法多种多样，这些方法的选择通常取决于所期望的水凝胶性质、应用需求以及可用的原材料。

以下将详细介绍几种常见的水凝胶制备方法。

物理交联法是一种简便且常用的水凝胶制备方法。

该方法主要通过物理相互作用，如氢键、离子键、疏水作用或链缠结等，使高分子链交联形成三维网络结构。

例如，利用聚电解质之间的静电相互作用，可以在水溶液中制备出具有优异溶胀性能和离子敏感性的水凝胶。

化学交联法是通过共价键的形成来实现高分子链之间的交联。

常用的化学交联剂包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯等，它们可以通过自由基聚合、缩聚或逐步聚合等方式与高分子链发生反应，形成稳定的交联结构。

化学交联法制备的水凝胶通常具有较高的机械强度和稳定性。

生物交联法利用生物酶或生物分子的催化作用，使高分子链在温和条件下发生特异性反应，形成水凝胶。

例如，利用酶促反应制备的透明质酸水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。

微凝胶聚合法是一种将单体在微乳液或微悬浮液中进行聚合的方法。

通过控制聚合条件和引发剂用量，可以制备出粒径均结构稳定的微凝胶。

这些微凝胶可以通过进一步的交联或组装形成宏观尺度的水凝胶，具有良好的力学性能和溶胀性能。

辐射交联法利用高能辐射（如紫外线、伽马射线等）引发高分子链之间的交联反应。

水凝胶复合材料在生物医学方面的研究进展

水凝胶复合材料在生物医学方面的研究进展赵新美【摘要】There is a growing demand for three-dimen-sional scaffolds in regenerative medicine,tissue engineering and cell culture techniques, and such three-dimensional structures are diverse for its application. In the recent decades, various materious were investigated in order to solve these demands and stimulate the anticipated biological response. A promising materious were inorganic/organic hydrogel composites in medical field. Synergetic effects generated by hydrogel systems enabled the design of materials with properties including biological performance and degradation behavior in vitro and in vivo. The most important inorganic materials for the preperation of hydrogel composites were reviewed.%三维支架在再生医学、组织工程和细胞培养技术等领域的应用及需求在不断扩大,对这种三维结构材料的需求随其应用不同而不同.近几十年来,为解决这些需求并刺激预期的反应,人们对各种材料进行了广泛的研究.其中在再生医学领域最有前途的材料为无机/有机水凝胶复合材料,通过水凝胶体系之间的协同作用可设计出具有生物性能,可在体内、体外具有降解作用的材料.因此,本文综述了最重要的几种制备复合水凝胶无机材料.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】3页(P3-5)【关键词】水凝胶;三维结构;无机材料;生物医学【作者】赵新美【作者单位】燕山大学环境与化学工程学院,河北秦皇岛 066004【正文语种】中文【中图分类】O648.11人体中几乎所有的细胞都处于三维结构中[1]。