有机_无机纳米复合水凝胶[1]
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。
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。
【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。
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。
水凝胶在医药行业的应用
水凝胶在医药行业的应用水凝胶的改性是水凝胶在多方面获得应用的前提条件。
本文介绍几类水凝胶的改性及其应用进展，包括聚乙烯醇(PV A)和明胶复合水凝胶、蛋白质水凝胶、新型智能水凝胶以及纳米水凝胶。
同时指出要密切关注改性水凝胶的生物相容性、成本价格、生物可降解性、适用范围，使更多水凝胶能走向临床，获得更广泛的应用。
1.引言水凝胶可分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。
化学合成水凝胶以丙烯酰胺(AAM)及其衍生物的均聚物和共聚物、丙烯酸(AA)及其衍生物的均聚物和共聚物居多。
其次，还有聚乙烯醇(PPA)、聚磷腈(PPZ)等。
天然高分子材料如壳聚糖(CS)、葡聚糖(dex)、瓜胶(GG)、胶原、蛋白质等。
由于传统水凝胶存在响应速度、机械强度等性能问题，研究者展开了一系列的改性工作，希望所制备的水凝胶能在实际应用中按不同的目的和要求发挥相应的作用。
水凝胶改性是通过改变优化水凝胶原有的性能或复合具备新的优良性能。
比如良好的生物相容性、可降解性、易于调控的物理化学性质和结构等，在生物医学领域具有诱人的应用前景。
具有敏感响应的智能水凝胶是人们最为感兴趣的课题之一。
为了提高水凝胶的响应速率，人们又研究发展了以下几种新型智能水凝胶：大孔或超孔水凝胶、互穿网络(IPN)水凝胶、纳米水凝胶等。
2.水凝胶的改性不同水凝胶的物理化学性质不同，改性方法也不完全相同，但不外乎化学接枝，物理共混，以及与其它特定物质复合等方法。
以下举例说明。
2.1.聚乙烯醇(PV A)类水凝胶改性改性方法：1)化学改性法：通过接枝等化学方法，或把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。
如将苯酐或琥珀酸酐与PV A酯化，得到侧链含羧基的PV A。
2)物理共混法：利用高分子链间分子间作用力形成分子聚集体，制备性能优良的复合体系。
例如以丙三醇为增塑剂，加入淀粉改性。
3)与无机填料或有机小分子复合：其中无机填料如磷酸三钙，生物活性玻璃等。
有机小分子作为复合润滑剂。
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。
JKR表面能仪的研制及其对纳米复合聚合物水凝胶表面黏结性的表征
Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．２２０１４－０４华东理工大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） 收稿日期：２０１４－０２－１２基金项目：国家自然科学基金面上项目（５１２７３０６３）作者简介：沈睦贤（１９８７－），女，江苏人，博士生，主要从事水凝胶流变性能以及黏结性能的研究。
通信联系人：郭旭虹，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｘｕｈｏｎｇ＠櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌殺殺殺殺ｅｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ研究快报 文章编号：１００６－３０８０（２０１４）０２－０１３７－０４ＪＫＲ表面能仪的研制及其对纳米复合聚合物水凝胶表面黏结性的表征沈睦贤１， 杜 伟２， 袁程强２， 张建华２， 李 莉１， 郭旭虹１（华东理工大学１．化学工程联合国家重点实验室；２．信息科学与工程学院，上海２００２３７） 摘要：基于Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ－Ｒｏｂｅｒｔｓ（ＪＫＲ）理论在实验室研制了一台ＪＫＲ表面能仪，并用它研究了纳米复合聚合物水凝胶的表面黏结性能。
纳米复合聚合物水凝胶由甲基丙烯酸在纳米黏土Ｌａｐｏｎｉｔｅ水溶液中聚合而成。
这种ＪＫＲ表面能仪非常适合于定量表征聚合物水凝胶等软物质的表面黏结性能，在生物医学、组织工程、功能性薄膜等领域具有广泛的应用前景。
关键词：水凝胶；ＪＫＲ理论；表面黏结性；微接触中图分类号：ＴＱ４３６．５文献标志码：ＡＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＪＫＲ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＳｕｒｆａｃｅＡｄｈｅｓｉｏｎ ｏｆ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ＨｙｄｒｏｇｅｌｓＳＨＥＮ Ｍｕ－ｘｉａｎ１， ＤＵ Ｗｅｉ２， ＹＵＡＮ Ｃｈｅｎｇ－ｑｉａｎｇ２， ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｈｕａ２， ＬＩ Ｌｉ１， ＧＵＯ Ｘｕ－ｈｏｎｇ１（１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ－Ｒｏｂｅｒｔｓ（ＪＫＲ）ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ ＪＫＲ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｔｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｓｕｒｆａｃｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｏｕｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｉｔ，ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ（ＮＣ ｇｅｌｓ）ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｉｎｇ ｍｅｔｈｙｌ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｐｏｎｉｔｅ．Ｔｈｅ ＪＫＲ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓ ｖｅｒｙ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｓｏｆｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｌｉｋｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃｈｙｄｒｏｇｅｌｓ，ａｎｄ ｈａｓ ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｉｓｓｕｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｇｅｌ；ＪＫＲ ｔｈｅｏｒｙ；ｓｕｒｆａｃｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔａｃｔ 水凝胶是一种具有三维网络结构、溶胀而不溶解于水中的高分子聚合物，广泛应用于食品［１］、化妆品［２］、药物控释［３］、烧伤敷料［４］、医用黏合剂［５］以及组织工程［６］等领域。
《面向柔性应变传感器的碳纳米复合水凝胶的制备及性能研究》
《面向柔性应变传感器的碳纳米复合水凝胶的制备及性能研究》一、引言随着可穿戴电子设备和柔性电子技术的快速发展，柔性应变传感器因其独特的机械性能和电学性能受到了广泛关注。
其中，碳纳米复合水凝胶作为一种新型的柔性材料，因其具有高灵敏度、高延展性及良好的生物相容性等特点，在柔性应变传感器领域具有广阔的应用前景。
本文将重点研究面向柔性应变传感器的碳纳米复合水凝胶的制备方法及其性能表现。
二、碳纳米复合水凝胶的制备（一）实验材料实验所需材料包括：碳纳米管、水凝胶基材、交联剂、催化剂等。
所有材料均需经过严格的筛选和预处理，以保证实验的准确性和可靠性。
（二）制备方法本实验采用溶液共混法和原位聚合法相结合的方法制备碳纳米复合水凝胶。
首先，将碳纳米管与水凝胶基材在溶剂中混合均匀，然后加入交联剂和催化剂，通过原位聚合法使碳纳米管与水凝胶基材形成复合结构。
最后，通过冷冻干燥和热处理等工艺，得到碳纳米复合水凝胶。
三、性能研究（一）力学性能通过拉伸测试、压缩测试等方法，研究碳纳米复合水凝胶的力学性能。
实验结果表明，碳纳米复合水凝胶具有优异的拉伸性能和压缩性能，能够适应各种复杂的应力环境。
（二）电学性能利用四探针法、电导率测试等方法，研究碳纳米复合水凝胶的电学性能。
实验结果表明，碳纳米复合水凝胶具有良好的导电性能和灵敏度，能够实时监测应变变化。
（三）柔韧性和稳定性通过弯曲、扭曲等实验，研究碳纳米复合水凝胶的柔韧性和稳定性。
实验结果表明，碳纳米复合水凝胶具有良好的柔韧性和稳定性，能够在各种环境下保持优异的性能表现。
四、应用前景碳纳米复合水凝胶作为一种新型的柔性材料，在柔性应变传感器领域具有广阔的应用前景。
它可以应用于人体运动监测、智能穿戴设备、机器人等领域，为柔性电子技术的发展提供新的可能性。
五、结论本文研究了面向柔性应变传感器的碳纳米复合水凝胶的制备方法及其性能表现。
实验结果表明，碳纳米复合水凝胶具有优异的力学性能、电学性能、柔韧性和稳定性，能够满足柔性应变传感器的应用需求。
水凝胶的制备及其研究进展
水凝胶的制备及其应用进展摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。
本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。
关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。
水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。
它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。
近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。
水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。
一、水凝胶的制备（一）PVA水凝胶的制备上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。
由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。
龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。
他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。
徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。
实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。
药物制剂中纳米水凝胶的制备与应用研究
药物制剂中纳米水凝胶的制备与应用研究在药物制剂领域中，纳米水凝胶作为一种重要的技术手段，近年来引起了广泛的研究兴趣。
纳米水凝胶是一种具有纳米级粒径和水凝胶特性的材料，其制备方法和应用领域各异。
本文将对纳米水凝胶的制备方法和应用研究进行探讨。
一、纳米水凝胶的制备方法1. 微乳液模板法微乳液模板法是一种常用的制备纳米水凝胶的方法。
该方法利用水和溶剂之间的亲疏性差异，在两相界面生成高度稳定的微乳液，并通过添加交联剂和聚合物单体，在微乳液中形成纳米级水凝胶颗粒。
2. 自组装法自组装法是一种通过分子自组装形成纳米水凝胶的方法。
该方法利用聚合物和药物分子之间的相互作用力，通过调节pH值、温度或添加外界刺激（如离子等），使聚合物分子自行组装成纳米水凝胶。
3. 反相沉淀法反相沉淀法是一种制备纳米水凝胶的简单有效的方法。
该方法在水相中加入有机相溶剂，并通过连续搅拌和温度调节使得聚合物分子在两相界面快速自组装成纳米水凝胶颗粒。
二、纳米水凝胶的应用研究1. 药物释放系统纳米水凝胶因其高度稳定和可控释放的特性，被广泛应用于药物释放系统。
通过调节纳米水凝胶的交联程度和材料的选择，可以实现药物的缓慢释放、靶向释放和控制释放，从而提高药物治疗效果。
2. 组织工程纳米水凝胶在组织工程领域也有广泛的应用。
通过将纳米水凝胶与细胞或组织工程支架结合，在体内或体外培养细胞，可以用于组织修复和再生，例如骨组织工程、皮肤再生等。
3. 生物传感器由于纳米水凝胶具有高比表面积和多孔的结构，因此可以作为生物传感器的载体。
将纳米水凝胶与生物传感分子结合，可以实现对生物标志物的灵敏检测和定量分析，具有潜在的应用前景。
4. 医学成像纳米水凝胶在医学成像领域也有重要的应用。
通过控制纳米水凝胶的粒径和表面修饰，可以实现对疾病部位的准确定位和靶向成像，提高医学影像学的诊断准确性。
三、纳米水凝胶的前景展望纳米水凝胶作为一种新型的材料，在药物制剂领域有着广阔的前景。
纳米作为构建模块水凝胶
纳米作为构建模块水凝胶
纳米材料在构建水凝胶方面发挥着重要作用。
水凝胶是一种由三维交联聚合物网络构成的多孔材料，具有出色的吸水性和保水性能。
纳米材料被广泛应用于水凝胶的构建中，主要有以下几个方面的作用：
1.增强水凝胶的力学性能，纳米材料如纳米纤维、纳米颗粒等可以用来增强水凝胶的力学性能，提高其稳定性和抗拉强度。
通过将纳米材料与水凝胶的聚合物基质相结合，可以有效地增强水凝胶的结构，使其具有更好的力学性能。
2.调控水凝胶的孔隙结构，纳米材料的加入可以调控水凝胶的孔隙结构，包括孔径、孔隙分布等，从而影响水凝胶的吸水性能和释放性能。
纳米材料可以在水凝胶的构建过程中起到模板作用，帮助形成特定的孔隙结构。
3.提高水凝胶的吸附性能，纳米材料具有较大的比表面积和丰富的表面官能团，可以提高水凝胶的吸附性能。
纳米材料的加入可以增加水凝胶的有效接触面积，提高其对溶质的吸附能力，使其在环境净化、药物释放等方面具有更好的应用潜力。
4.功能化水凝胶，纳米材料本身具有多种特殊的物理化学性质，如磁性、光响应性等，可以赋予水凝胶特定的功能。
通过将功能化
的纳米材料引入水凝胶中，可以赋予水凝胶特定的响应性和可控性，拓展其在生物医学、环境治理等领域的应用。
总的来说，纳米材料在构建水凝胶中发挥着重要的作用，可以
从多个方面改善水凝胶的性能和功能，拓展其在吸附、分离、药物
释放等领域的应用。
随着纳米材料研究的不断深入，相信纳米材料
在水凝胶构建中的应用前景将会更加广阔。
一种双重响应纳米复合水凝胶及其制备方法和应用
专利名称：一种双重响应纳米复合水凝胶及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：徐春涛,杜蔚安,郑阳阳,张丽霞,黄茜
申请号：CN202111498164.8
申请日：20211209
公开号：CN114058032A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种双重响应纳米复合水凝胶。
本发明公开了上述双重响应纳米复合水凝胶的制备方法，包括：将海藻酸钠加入去离子水中搅拌均匀，氮气保护下加入N‑异丙基丙烯酰胺、N‑羟甲基丙烯酰胺搅拌均匀，加入氮氮亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸盐，调节体系温度至20‑30℃搅拌
1‑2h，得到聚丙烯酰胺‑海藻酸钠复合物；氮气保护下将缩水甘油醚溶于二甲亚砜中，持续搅拌，搅拌过程中加入富马酸，剧烈搅拌，然后倒入至乙醚中继续搅拌，静置，去除乙醚，旋蒸得到富马酸‑缩水甘油醚复合物；向聚丙烯酰胺‑海藻酸钠复合物中加入转谷氨酰胺酶溶液高速搅拌，搅拌状态下向其中加入富马酸‑缩水甘油醚复合物，继续搅拌，室温静置，置于水中浸泡除去未反应的小分子，真空干燥得到双重响应纳米复合水凝胶。
申请人：广东华美众源生物科技有限公司
地址：528000 广东省佛山市禅城区季华二路北侧佛山国家火炬创新园C座2楼
国籍：CN
代理机构：合肥信诚兆佳知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：邓勇
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新型水凝胶材料的开发与应用
新型水凝胶材料的开发与应用水凝胶是指具有高度可逆的憎水性，并能吸收大量水分子的可交连高分子材料，具有许多独特的物理化学性质，被广泛应用于生活、医疗、环保、工业等领域。
近年来，随着环保意识的提高，新型水凝胶材料得到了越来越多的关注与研究。
本文将探讨新型水凝胶材料的开发与应用。
一、新型水凝胶材料的研发1、纳米水凝胶材料纳米水凝胶材料指粒径在10-1000纳米之间的水凝胶，具有较大的比表面积、高强度和优异的透过性能等特点，广泛应用于敏感传感器、生物医学和环境污染控制等领域。
目前，研究者已经发展出一系列纳米水凝胶材料，如纳米壳核型水凝胶、碳纳米管水凝胶等。
2、智能水凝胶材料智能水凝胶材料是指能对外界刺激如温度、pH值、电场等做出响应的水凝胶，具有特殊的物理化学性质。
智能水凝胶材料的开发，可以为生产制造、医学、环保等领域提供更为精细的解决方案。
如温度响应型水凝胶可以应用于智能可控制释药、智能纺织、智能涂料等领域。
pH响应型水凝胶可以用于智能控制药物释放、智能农业土壤治理等。
3、生物可降解水凝胶材料传统的水凝胶材料通常由石油类或合成高分子组成，对环境造成严重的污染，且难以回收。
生物降解水凝胶材料则是利用生物降解可持续材料来取代传统的合成材料，具有良好的生物相容性和可降解特性。
生物可降解水凝胶材料已经开始在生物医学、农业、环保等领域得到应用。
二、新型水凝胶材料的应用1、生物医学领域水凝胶材料在生物医学领域中具有广泛应用。
如肝脏再生医学研究中使用的水凝胶可以模拟肝脏细胞的生长环境，促进细胞生长。
水凝胶材料也可以用于许多其他医疗应用，如组织工程、人造器官等。
此外，水凝胶材料在药物递送方面也发挥着重要作用，如抗癌药物递送、负荷植入式慢释药物系统等。
2、环保领域水凝胶材料在环保领域中的应用也日益重要。
特别是在市面上许多日用品里，如卫生巾、尿不湿等产品中就有在高分子材料中加入一定量的水凝胶，来避免污染环境。
水凝胶还可以用于净水、污水处理、水土保持等领域。
控释基因载体的纳米复合水凝胶及其制备方法
控释基因载体的纳米复合水凝胶及其制备方法说实话控释基因载体的纳米复合水凝胶这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道这东西在生物医学领域那可是相当有用，能实现基因的高效传递和控制释放啥的，所以就铁了心要把它搞出来。
我做的最初尝试那叫一个混乱。
我想着先把纳米材料和水凝胶分别弄好再混合起来。
对于纳米材料的合成，我根据文献里说的方法，加各种试剂的时候就特别小心，就像厨师做菜按菜谱严格称重那样，可结果总是不理想。
不是颗粒大小不均匀，就是稳定性不好，聚成一堆了，这就像搭积木，积木块大小不一样，形状还不规则，这房子肯定搭不起来。
后来我才明白，反应的温度和搅拌的速度还有时间这些细节太关键了，就像做蛋糕，火候和搅拌的时间稍有不对，蛋糕就不成样子。
接着搞水凝胶，这也不是个简单事儿。
很多水凝胶的原料有特殊的反应条件。
有一次我没注意到其中一种原料对pH特别敏感，结果整个反应就失败了，就像把盐当成了糖用在咖啡里，味儿全不对了。
然后我吸取教训，在处理每一种试剂和参与反应的材料时，都做了详细的记录。
在把纳米材料和水凝胶复合的时候，我又迷糊了。
我开始就是直接把纳米材料加到水凝胶里，以为这样就大功告成了。
结果呢，纳米材料分散得一塌糊涂，这就好比你想把沙子均匀地混在面糊里，结果沙子全沉底了。
我后来试过先对纳米材料进行表面修饰，就好比给那些不听话的小颗粒穿上一件特制的衣服，这样它们就能更好地跟水凝胶融合在一起，不会排斥。
还有就是关于干燥的过程。
有时候着急，干燥得太快了，结果水凝胶就干裂了。
这就好比你把一块湿泥巴放在火旁边烤，火太急了，泥巴能不变形开裂吗？所以后来就慢慢调整干燥的速度和环境的湿度。
我造这个控释基因载体的纳米复合水凝胶的时候还有很多不确定的地方。
比如说不同的基因载体需要的纳米复合水凝胶的环境会有变化，这个我还没有完全搞清楚。
但是就我目前的经验来看，每一步都得小心翼翼，把每个细节都考虑到，才能在一定程度上得到比较满意的纳米复合水凝胶。
NC gel纳米复合水凝胶
super-absorbent polymers (SAP): diapers、napkins soft contact lens cosmetics food:agar、tofu 、 jelly biomaterial:catilage、muscle electrophoresis gel biomedical areas
Introduction
Polymer hydrogels are mechanically-stable materials containing large amounts of water within three-dimensional polymer networks.
• • • • • • •
Fig. 5. NC gels with various shapes: (a) thin film, (b) sheet, (c) uneven sheet, (d) hollow tube and (e) bellows
Characterization of PNIPAm-Laponite NC gels
• two defects: poor mechanical properties low respone rate
To overcome these problems, we successfully extended the concept of ‘‘organic/inorganic nanocomposite’’, in which two quite different (organic and inorganic) components are compounded on a nanometer scale, into polymer hydrogels for the first time. NC gel： extraordinary optical, mechanical and swelling/de-swelling properties
五大凝胶材料微观结构
五大凝胶材料微观结构凝胶是一种具有高度三维网状结构并且可以保持大量液体的材料。
它由凝胶剂（gelator）在溶剂中形成的凝胶体系组成。
凝胶材料在化工、生物医学、食品、化妆品等领域具有广泛的应用。
凝胶材料的微观结构对于其宏观性质和应用性能具有重要影响。
下面介绍五种常见的凝胶材料的微观结构。
一、聚合物凝胶聚合物凝胶是由聚合物在溶剂中形成的凝胶体系。
凝胶的微观结构由聚合物链的交联结构决定。
常见的聚合物凝胶包括水凝胶、有机溶剂凝胶和超分子凝胶等。
在水凝胶中，聚合物链可以通过氢键、静电作用力和疏水作用力等相互作用形成三维网状结构。
这些相互作用力可以使聚合物链在溶液中聚集形成凝胶。
例如，明胶是一种由动物骨骼和皮肤中提取的胶原蛋白凝胶，其微观结构由具有大量氢键的胶原蛋白链组成。
有机溶剂凝胶是由有机聚合物在有机溶剂中形成的凝胶体系。
聚合物链可以通过溶剂分子与聚合物链之间的相互作用力形成凝胶。
例如，聚丙烯酰胺是一种在水或有机溶剂中都可形成凝胶的聚合物，其微观结构由聚丙烯酰胺链之间的氢键和疏水作用力等相互作用力决定。
超分子凝胶是由具有自组装性质的分子在溶剂中形成的凝胶体系。
常见的超分子凝胶包括氢键凝胶、π-π堆积凝胶和离子凝胶等。
例如，氢键凝胶是由具有氢键供体和受体基团的分子通过氢键相互作用形成的凝胶。
这种凝胶的微观结构由氢键的方向和强度等决定，可以通过改变溶剂的性质调控凝胶的结构和性能。
二、无机凝胶无机凝胶是由无机胶体颗粒在溶液中形成的凝胶体系。
凝胶的微观结构由颗粒的形状、尺寸和相互作用力等决定。
常见的无机凝胶包括硅胶、氧化铝凝胶和氧化锆凝胶等。
硅胶是由二氧化硅颗粒在溶液中形成的凝胶。
这种凝胶的微观结构由颗粒的形状和尺寸等决定，可以通过溶剂的性质和凝胶制备条件调控凝胶的结构和孔隙性能。
硅胶具有高比表面积和孔隙度，广泛应用于吸附材料和分离技术等领域。
氧化铝凝胶是由氧化铝颗粒在溶液中形成的凝胶。
这种凝胶的微观结构由颗粒形状和尺寸的改变以及表面氧化等因素决定。
导电水凝胶的分类
导电水凝胶的分类
1.有机电解质水凝胶：这种水凝胶主要由有机高分子材料制成，
例如聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等，具有良好的导电性能，常
用于电解池和电化学传感器等领域。
2.无机电解质水凝胶：这种水凝胶主要由无机材料制成，例如纳
米钛酸盐、纳米氧化铝等，具有较高的导电性能和较强的化学稳定性，常用于储能设备和光电器件等领域。
3.复合型水凝胶：这种水凝胶常由有机和无机材料复合而成，例
如聚丙烯酸与纳米氧化铝的复合水凝胶，具有综合性能更优的优点，
应用范围广泛。
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化 学 进 展
第 21 卷
图 2 硅酸盐片层间作用形式 [32] Fig. 2 Forces within a stack of layers[32]
铵作为插层剂 ,通过水溶液聚合法制得了部分水解 的聚丙烯酰胺与凹凸棒的复合吸水凝胶 。此凝胶与 仅用酸处理过的凹凸棒的复合凝胶相比 ,其吸水率 从2 140gΠg提高到2 800gΠg ,同时在0. 9 %NaCl 溶液中 的溶胀 率 从 100gΠg提 高 到 120gΠg 。插 层 剂 中 长 碳 链 的引入削弱了复合凝胶中亲水性基团之间的氢键作 用 ,并减小了交联剂的成环几率 ,从而使得交联密度 相对较小 ,溶胀率增加 。当使用长链烷基季铵盐作 为插层剂时 ,Dharaiya 等[37] 认为过量的铵根吸附在 黏土片层外 ,而非 Xie 等[38] 认为的在片层内 。
第 21 卷 第 5 期 2009 年 5 月
化 学 进 展
PROGRESS IN CHEMISTRY
Vol . 21 No. 5 May , 2009
有机2无机纳米复合水凝胶 3
徐世美1 ,2 张淑芬1 3 3 杨锦宗1
(1. 大连理工大学精细化工国家重点实验室 大连 116012 ; 2. 新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室 乌鲁木齐 830046)
关键词 纳米复合 水凝胶 黏土 二氧化硅 中图分类号 : O631. 2 ; TB33 文献标识码 : A 文章编号 : 10052281X(2009) 0521008207
Organic2Inorganic Nanocomposite Hydrogels
Xu Shimei1 ,2 Zhang Shufen1 3 3 Yang Jinzong1 (1. State Key Laboratory of Fine Chemicals , Dalian University of Technology , Dalian 116012 , China ; 2. Key Laboratory of Oil & Gas Fine Chemicals , Ministry of Education , Xinjiang University , Urumqi 830046 ,凝胶
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以来 ,水凝胶的物理化学性质得到了广泛关注[1] 。 水溶性分子在凝胶中扩散时具有不同扩散系数 ,从 而反应出扩散剂不同的尺寸和形状[2] ,这一性质可 被用作分子筛 。此外 ,水凝胶具有生物相容性 ,对外 界刺激如 p H[3] 、温度[4] 和电场[5] 等具有良好的响应 性 ,被用于生物分离 、医药缓释等领域[6 —8] 。利用凝 胶结构中的离子性基团 ,对带相反电荷的离子具有 的选择性吸附 ,可将凝胶用于水处理[9 , 10] 。另外由 于水凝胶具有优异的吸水与保水能力[11] ,还被广泛 应用于卫生及农林园艺等领域[12] 。
表面活性剂型插层剂被认为是一类惰性插层 剂 ,除扩大片层间距 、改善与有机物的相容性外 ,并 不参与聚合反应 。Zhang 等[39] 以 22甲基丙烯酰氧乙 基二甲胺和烯丙基溴为原料 ,合成了一种新型的活 性有机铵插层剂 ,用于蒙脱土的插层 ,并以插层后得 到的有机蒙脱土为交联剂 ,制得了与聚丙烯酸复合 的剥离型水凝胶 。与传统凝胶相比 ,该纳米复合凝 胶具有较高的热稳定性和溶胀 。
代替了亲油性有机铵插层剂 ,Lee 等[40] 用具有 聚合活性的亲水性阳离子单体 32丙烯酰氧丙基三甲 基氯化铵作为插层剂 ,丙烯酸为单体 ,比较了水溶液 聚合法与反相悬浮法制备纳米复合水凝胶的差异 。 研究发现 ,反相悬浮法制备的产品吸水率与耐盐性 均好于水溶液聚合法 ,SEM 图显示该法制得的产品 多为球形 ,且尺寸远小于水溶液聚合法 。使用相同 的插层剂及合成方法 ,Lee 等进一步制备了不同硅 酸盐种类的纳米插层复合水凝胶[41] ,发现经插层后 的聚丙烯酸钠Π蒙脱土或云母纳米复合凝胶吸水率 小于未经插层的聚丙烯酸Π高岭土复合凝胶 ,其原因 是含有双键的活性插层剂接枝到黏土表面 ,提供了 潜在的交联位点 ,从而使得凝胶强度增加 ,但溶胀率 下降 。以丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 (DAC) 与丙烯 酸作为共聚单体 ,利用溶液聚合法 ,Wang 等[42] 合成 了两性纳米复合水凝胶 ,发现 DAC 的存在有助于插 层结构的形成 。所得复合凝胶的强度是单纯有机凝 胶强度的 13 倍 。
2 有机2无机纳米复合水凝胶的合成
有机2无机纳米复合水凝胶是指无机相以纳米 尺度分散到有机聚合物基质中所形成的纳米复合材 料 。按无机相组成及复合形式不同 ,可分为层状硅 酸盐纳米插层复合水凝胶 、黏土交联纳米复合水凝 胶和二氧化硅杂化纳米复合水凝胶 。 2. 1 层状硅酸盐纳米插层复合水凝胶
gels 2. 2 Clay2crosslinked nanocomposite hydrogels
2. 3 Hybrid silica2based nanocomposite hydrogels 3 Strengthen mechanisms for organic2inorganic nano2
目前报道较多的为单体插层聚合法 。单体插层 聚合[24] 是先将聚合物单体插层到层状硅酸盐片层 中 ,通过热 、辐射 ,引发剂引发原位聚合 ,得到的高分 子链插入到硅酸盐片层间 ,使层间距增大甚至破坏 片层结构 ,最终硅酸盐片层以纳米尺度与聚合物基 体复合 。为使单体能够顺利进入片层中 ,往往需要 借助一定的插层剂改善单体 、聚合物与硅酸盐的亲 合性 。根据插层的不同原理 ,有阴 、阳离子两种插层 剂 ,其中阳离子表面活性剂型插层剂是应用最为广 泛的 。然而考虑到此类插层剂仅能扩大黏土片层间 距 ,对最终产品的性能并无贡献 ,甚至还可能影响热 稳性 ,因此人们也开始尝试其他插层方法 。 2. 1. 1 阳离子插层剂
阳离子插层剂是目前报道较多的一类插层剂 , 对于天然蒙脱土而言 ,由于中心层的 Al 被低价态的 金属离子同心置换 ,导致各片层显负电性[32] ,因此 表面会吸附金属阳离子 ,这些金属离子与片层的吸 附较弱 ,可以被阳离子型表面活性剂[33] 和阳离子染 料[34] 交换出来 (图 2) 。插层剂以单分子层或双分子 层等形式存在[35] ,使得晶层间距变大 ,从而有利于 单体的再插层与剥离 。插层过程使黏土表面能下 降 ,与有机聚合物的相容性增强 。
Key words nanocomposite ; hydrogels ; clay ; silica
Contents
1 Introduction 2 Preparation of organic2inorganic nanocomposite
hydrogels 2. 1 Intercalated layered2silicate nanocomposite hydro2
Abstract This review addresses the recent developments on the field of organic2inorganic nanocomposite hydrogels. Organic2inorganic nanocomposite hydrogels are classified into three types based on different kinds of inorganic components , as well as their different complex forms with organic components : intercalated layered2silicate nanocomposite hydrogels , clay2crosslinked nanocomposite hydrogels and hybrid silica2based nanocomposite hydrogels. The developments on three types of nanocomposite hydrogels are reviewed comprehensively. Especially their preparation methods are introduced in detail . It is followed by an overview of proposed strengthen mechanisms of inorganic components for the nanocomposite hydrogels. The difference in the strengthen mechanism among three nanocomposite hydrogels are explained in more detail .
composite hydrogels 4 Conclusions
1 引言
水凝胶 ( hydrogels) 是一种适度交联的亲水性高 分子 ,可在水中溶胀 ,但不溶解 。自 20 世纪 40 年代
收稿 : 2008 年 6 月 , 收修改稿 : 2008 年 8 月 3 国家杰出青年科学基金项目 (No. 20525620) 和国家自然科学基金项目 (No. 50367005) 资助 3 3 通讯联系人 e2mail :zhangshf @chem. dlut. edu. cn
摘 要 本文综述了近年来有机2无机纳米复合水凝胶领域的研究进展 。针对无机成分的不同种类及 复合形式 ,本文将目前已见报道的有机2无机纳米复合水凝胶划分为三类 ,分别为层状硅酸盐纳米插层复合 水凝胶 、黏土交联纳米复合水凝胶和二氧化硅纳米杂化复合水凝胶 。阐述了三类纳米复合水凝胶的发展趋 势 ,特别就它们的合成方法进行了详细归纳与总结 。在此基础上 ,介绍了纳米无机成分对复合水凝胶的性能 增强机理 ,并就三者之间的增强差异进行了说明 。