复合纳米水凝胶
复合水凝胶的定义
复合水凝胶是一种特殊的三维网络结构材料,由亲水性高分子链通过化学交联形成,并含有两种或更多种不同类型的组分。
这些组分可以是不同的高分子、纳米粒子、功能性添加剂(如药物、生物活性分子)或者其他填料等。
复合水凝胶的特点在于其在水中能够吸收大量水分并保持形状不变,同时由于复合组分的引入,赋予其更为丰富的物理、化学及生物特性,如力学性能增强、可控释放性能、生物相容性及生物活性增强等。
在生物医学、药物传输、组织工程、环境保护、智能材料等诸多领域,复合水凝胶都有广泛应用,例如,它可以作为药物载体、细胞培养支架、伤口敷料、组织修复材料等。
通过调整复合水凝胶的组分和结构,可以定制出满足特定应用需求的功能性材料。
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。
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
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。
复合水凝胶的制备及其在废水处理中的应用
复合水凝胶的制备及其在废水处理中的应用我们来了解一下什么是复合水凝胶。
复合水凝胶是由多种原料经过交联聚合而成的一种具有较强吸附能力的高分子胶体材料。
它具有大孔径、高比表面积和优良的稳定性,能够吸附污染物,特别是重金属离子等有害物质,因此在废水处理中有着广泛的应用前景。
在制备复合水凝胶时,通常会选用具有活性官能团的聚合物作为基础材料,如丙烯酸、丙烯酰胺等,通过交联剂的作用形成网状结构。
还会添加一定的辅助材料,如表面活性剂、功能化纳米材料等,以增强吸附性能和稳定性。
最终得到的复合水凝胶具有良好的吸附性能和力学性能,可以用于废水处理中。
在废水处理中,复合水凝胶可以被应用于吸附、分离和浓缩等环节。
它通过对废水中有害物质的吸附作用,将其固定在胶体表面,达到净化水质的目的。
与传统的废水处理方法相比,复合水凝胶具有易于回收利用、操作简便、净化效果好等优点,因此备受关注。
然而,虽然复合水凝胶在废水处理中有着巨大的潜力和优势,但在实际应用中还面临一些挑战。
复合水凝胶的制备工艺需要进一步优化,以提高制备过程中的效率和降低成本。
一些复合水凝胶在长期使用过程中可能出现性能下降的问题,需要进一步改进材料稳定性和循环利用率。
复合水凝胶作为一种新型的废水处理材料,具有着广阔的应用前景和发展空间。
随着技术的不断进步和研究的不断深入,相信复合水凝胶在废水处理领域会发挥越来越重要的作用,为保护环境和人类健康作出更大的贡献。
复合水凝胶的制备及其在废水处理中的应用是一个富有挑战性又具有重要意义的研究课题。
希望通过今天的文章,你能对这一主题有更加深入的理解和认识。
也希望未来能有更多的研究人员投入到这一领域,不断推动复合水凝胶在废水处理中的创新和应用。
复合水凝胶作为一种新型的高分子胶体材料,在废水处理领域展现出了广泛的应用前景和巨大的发展空间。
但是,与传统的废水处理方法相比,复合水凝胶在实际应用中还存在一些挑战和问题,需要进一步的研究和改进。
《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。
纳米复合模板水凝胶的制备及其性能
关键词: 水凝胶: 聚氧 乙烯(0鲸蜡醇醚 : 异丙基丙烯酰胺: 模 板: 纳米复合 2) 中图分类号: 0 4 67
Pr p a i n a a t rz ton o n om p si dr el i e ar ton a d Ch r c e i a i fNa oc o t Hy og s w t e h
纳米复合模板 水凝胶 的制备及其性能
陈 坤 陈 莉 张青松 吴彬彬
( 天津工业大学材料科 学与工程学院, 中空 纤维膜材料 与膜过程省部共建 国家重 点实验 室培育基地, 天津 3 0 6) 0 10
摘要: 以非离子表面活性剂聚氧乙烯(O 鲸蜡醇醚( r5 ) 2) B i8 为模板, j 采用 自由基聚合制备得到聚( _  ̄ 异丙基丙烯 酰胺) r5 / / i 8粘土纳米复合模板水凝胶( L )相 比于传 统纳 米复合水凝胶, L Bj P H. P H水凝胶 力学性 能与亲水性 明显 改善. 场发射 扫描 电镜( E E 结果表 明: r5 F S M) B i 8的引入 导致 传统纳米 复合水凝胶 的孔洞数量增 加, j 孔与孔相
m e h ia r p re n h y r p ict ft e PLH h d o es i po e inf a t . e r s l o c anc lp o e t s a d te h d o hl i o h i i y y r g l m rv d sg ic nl Th e ut f i y
互贯 穿, 大孔结构 更加规 整, 大孔之 间 由众 多小孔连 接. 拉伸应 力一应变 、 储能模 量和溶 胀动 力学研究 结果表 明, 断裂应 力、 断裂 负载和断裂伸 长率随 Bi 8含量 的增 加呈先增加 后降低 的趋 势, 而水凝胶储 能模量与最 r5 j 然 大溶胀度随 B i 8含量的增加而增加. r5 j 同时, 表面接触角结果表 明: 由于 B i 8的模 板作用和 B i 8同粘土之 问 r5 j r5 j 的吸附作用, P H水凝胶表面接触角先增大后减 小. 使 L
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。
氧化石墨烯基纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
氧化石墨烯基纳米复合水凝胶的制备及其性能研究氧化石墨烯基纳米复合水凝胶的制备及其性能研究摘要:水凝胶具有良好的抓水性和保水性,可以在多个领域用于吸附分离、传感器、药物传输等应用。
本文以氧化石墨烯为基材料,采用简单的化学合成方法制备氧化石墨烯基纳米复合水凝胶,并对水凝胶的物理性质、保水性能、吸附性能以及药物传输性能进行了研究。
1. 引言水凝胶是一种在常温下可以吸附大量水分,并形成稳定的凝胶结构的材料。
由于其优异的物理性质和各种应用潜力,水凝胶在生物医学、环境科学和工程等领域引起了广泛关注。
然而,传统的水凝胶材料存在一些局限性,如机械强度低、吸附能力有限等,这限制了其在某些领域的应用。
因此,研究开发一种具有高机械强度和优异吸附性能的水凝胶材料具有重要的意义。
2. 材料与方法本研究采用改进的Hummer法制备氧化石墨烯,并将其与纳米颗粒进行复合。
首先将石墨粉末在硫酸、硝酸和高锰酸钾的混合液中进行氧化,然后分离、洗涤并干燥得到氧化石墨烯。
随后,将氧化石墨烯与不同种类的纳米颗粒(如二氧化硅、纳米银等)进行混合并制备出水凝胶。
3. 结果与讨论通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察到,氧化石墨烯与纳米颗粒之间形成了均匀的复合结构。
纳米复合水凝胶的物理性质测试结果表明,复合水凝胶具有比单纯的水凝胶材料更高的机械强度和稳定性。
保水性能测试结果显示,氧化石墨烯基纳米复合水凝胶具有较高的吸水、保水和释放水分的能力。
吸附性能测试结果表明,复合水凝胶对染料颜料等物质有较好的吸附能力。
此外,药物传输性能测试结果表明,氧化石墨烯基纳米复合水凝胶可以有效地控制药物的释放速度和吸附能力。
4. 结论本研究成功制备了氧化石墨烯基纳米复合水凝胶,并对其性能进行了详细的研究。
结果表明,氧化石墨烯基纳米复合水凝胶具有优异的物理性质、保水性能、吸附性能和药物传输性能,可望在吸附分离、药物控释和环境修复等领域得到广泛应用。
进一步的研究可以探索不同纳米颗粒对复合水凝胶性能的影响,并优化合成方法以提高材料的性能和稳定性综上所述,本研究成功制备了氧化石墨烯基纳米复合水凝胶,并对其性能进行了详细的研究。
一种聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶的制备
一种聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶的制备聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶(Polyvinyl alcohol-graphene oxide nanocomposite hydrogel)在材料科学和生物医学领域中具有广泛的应用。
本文将介绍一种制备这种水凝胶的方法,并讨论其性质和应用。
制备聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶的方法通常包括以下步骤:聚乙烯醇的溶液制备、氧化石墨烯的制备以及两者之间的混合和凝胶化过程。
聚乙烯醇(PVA)是一种具有良好水溶性的高聚物,广泛用于水凝胶的制备。
为了制备聚乙烯醇溶液,首先需要将适量的聚乙烯醇粉末加入适量的水中,并在适当的温度下进行搅拌,以使粉末完全溶解。
在溶解过程中,可以适当加热水,以加快聚乙烯醇的溶解速度。
溶液的浓度和温度可以根据所需的水凝胶性质进行调整。
氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是由石墨经氧化反应得到的二维碳纳米材料,具有高度可调节的化学和物理性质。
制备氧化石墨烯通常采用氧化石墨的Hummers法。
在该方法中,将石墨加入硫酸和硝酸的混合酸中,并经过一系列的化学反应和洗涤步骤,最终得到氧化石墨烯。
氧化石墨烯的浓度和大小可以通过调整反应条件进行控制。
混合和凝胶化是制备聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶的最关键步骤。
先将适量的氧化石墨烯分散在聚乙烯醇溶液中,并在搅拌的同时加热。
加热过程中,氧化石墨烯的羟基与聚乙烯醇的醇基之间发生氢键相互作用,从而形成纳米复合水凝胶。
温度和时间的选择对凝胶的形成和结构有重要影响。
一般来说,较高的温度和较长的反应时间有助于形成更加均匀和稳定的水凝胶。
聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶具有许多出色的性质和应用。
首先,由于氧化石墨烯的加入,水凝胶表面的导热性能得到改善,使其具有较好的导热性。
这一特性使得聚乙烯醇-氧化石墨烯纳米复合水凝胶在温度控制、散热器和生物医学传感器等应用中具有潜在的应用价值。
此外,由于聚乙烯醇本身的高度亲水性,该纳米复合水凝胶中的氧化石墨烯也具有较好的润湿性和亲水性。
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。
《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。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它由甲基丙烯酸酐和壳聚糖两种成分组成,通过纳米复合技术制备而成。
这种水凝胶具有许多独特的特性和优势,被广泛应用于生物医学领域、药物传递、组织工程等方面。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性。
壳聚糖是一种天然的生物高分子材料,具有良好的生物相容性和生物降解性,可以降低纳米复合水凝胶对人体的刺激性和毒性。
甲基丙烯酸酐则具有良好的生物相容性和可调控的降解速率,可以根据具体应用的需求进行调节。
因此,甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶在生物医学领域的应用前景非常广阔。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶具有优异的药物传递性能。
由于其特殊的结构和孔隙性,可以有效地载药并控制药物的释放速率。
同时,甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶还具有可调控的pH敏感性和温度敏感性,可以根据不同的环境条件调节药物的释放行为。
这使得甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶在药物传递领域具有巨大的潜力,并能够实现精准的药物治疗。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶还具有优异的组织工程应用前景。
由于其具有相似于天然组织的结构和性质,可以作为组织工程材料用于修复和重建组织缺损。
此外,甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶还具有良好的细胞黏附性和细胞增殖性,可以促进细胞的附着和生长,实现组织工程的成功应用。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶是一种具有巨大潜力的新型材料。
它在生物医学领域、药物传递和组织工程等方面具有广泛的应用前景。
未来的研究和开发工作应该进一步深入探索甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶的制备方法、性能调控和应用机制,以实现其在医学领域的更广泛应用和产业化。
相信随着科学技术的不断进步和创新,甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶将为人类健康事业做出更大的贡献。
一种聚乙烯醇纳米复合水凝胶的制备方法[发明专利]
专利名称:一种聚乙烯醇纳米复合水凝胶的制备方法专利类型:发明专利
发明人:郑立,高明,陈正荣,丁燕锋,王嘉伟
申请号:CN202110349918.7
申请日:20210331
公开号:CN113045848B
公开日:
20220610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供一种聚乙烯醇纳米复合水凝胶的制备方法,包括以下步骤:S1.将聚乙烯醇加入二甲基亚砜中得到聚乙烯醇溶液,将N,N’‑羰基二咪唑CDI加入聚乙烯醇溶液中得到活化聚乙烯醇溶液;S2.将水合肼加入活化聚乙烯醇溶液中得到反应液;S3.将反应液置于透析袋中,然后将透析袋用超纯水透析3天得到反应物,将反应物冻干得到肼改性聚乙烯醇PVANN;S4.将肼改性聚乙烯醇PVANN加入超纯水中得到PVANN溶液,将二水合氯化铜加入超纯水中得到氯化铜溶液;S5.将PVANN溶液、氯化铜溶液混合得到混合溶液,置于玻璃瓶中室温反应,使混合溶液成凝胶状得到聚乙烯醇纳米复合水凝胶。
本发明制得的聚乙烯醇纳米复合水凝胶具有较好的生物相容性、抗菌性、促进伤口愈合性能。
申请人:广西医科大学
地址:530021 广西壮族自治区南宁市青秀区双拥路22号
国籍:CN
代理机构:广州越华专利代理事务所(普通合伙)
代理人:杨艳珊
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《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》篇一摘要:本文研究了智能纳米复合导电水凝胶的设计方法,以及其在医用柔性电子设备中的应用。
通过制备具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的水凝胶材料,成功应用于多种生物医疗场景,如肌肉电刺激、神经信号检测和药物控制释放等。
一、引言随着科技的进步,柔性电子设备逐渐成为各领域研究的热点。
其中,智能纳米复合导电水凝胶因其独特的物理和化学性质,在生物医疗领域具有巨大的应用潜力。
本文将探讨此类水凝胶的设计方法及其在医用柔性电子设备中的应用。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计1. 材料选择与制备设计智能纳米复合导电水凝胶首先需要选择合适的基体材料和导电材料。
通常,水凝胶由聚合物、溶剂和水等组成,其骨架通过共价或非共价方式结合。
而导电材料如碳纳米管、金属纳米粒子等则被均匀地分散在水凝胶中,以提高其导电性能。
2. 纳米复合技术采用纳米复合技术,将导电材料与水凝胶基体进行复合。
通过控制纳米粒子的尺寸、形状和分布,实现水凝胶的高导电性和良好的柔韧性。
此外,纳米技术还可以增强水凝胶的生物相容性,使其能够适应复杂的生物环境。
三、智能纳米复合导电水凝胶的性能研究1. 物理性质本研究所制备的智能纳米复合导电水凝胶具有高柔韧性、良好的抗拉强度和优异的抗疲劳性能。
其结构能够适应各种弯曲和扭曲的形状变化,为在柔性电子设备中的应用提供了可能。
2. 化学性质该水凝胶具有良好的生物相容性,对生物体无毒无害。
同时,其表面带有丰富的活性基团,可与其他生物分子进行反应,为生物医疗应用提供了便利。
3. 导电性能通过纳米复合技术,水凝胶的导电性能得到了显著提高。
在一定的压力下,其电导率能够满足实际使用需求,适用于多种电信号的传输和控制。
四、在医用柔性电子设备中的应用1. 肌肉电刺激利用智能纳米复合导电水凝胶的高柔韧性和导电性,可将其应用于肌肉电刺激治疗中。
通过将电极与水凝胶结合,实现无创、无痛的电刺激治疗,有效改善肌肉功能。
《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》篇一摘要:本文研究了智能纳米复合导电水凝胶的设计方法,并探讨了其在医用柔性电子设备中的应用。
首先,通过分析水凝胶的组成和结构,设计出具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的智能纳米复合导电水凝胶。
其次,通过实验验证了该水凝胶在医用柔性电子设备中的实际应用效果,包括在生物电信号检测、药物释放和皮肤修复等方面的应用。
最后,总结了该水凝胶的优点和不足,并对其未来发展方向提出了建议。
一、引言随着科技的发展,柔性电子设备逐渐成为研究的热点。
特别是在生物医学领域,具有良好生物相容性和高导电性的柔性电子设备对于实现人体健康监测、疾病治疗和康复具有重要意义。
智能纳米复合导电水凝胶作为一种新型的柔性电子材料,因其独特的物理和化学性质,在医用柔性电子设备中具有广阔的应用前景。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计(一)水凝胶的基本组成和性质水凝胶是由高分子网络和水构成的交联体系,具有独特的物理性质和化学性质。
为了设计出具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的智能纳米复合导电水凝胶,我们选择了具有良好生物相容性和电导率的材料作为基础。
(二)纳米材料的引入为了进一步提高水凝胶的导电性能和机械性能,我们引入了纳米材料。
纳米材料因其独特的尺寸效应和表面效应,可以显著提高材料的导电性和机械强度。
我们选择了具有高导电性和稳定性的纳米材料与水凝胶进行复合。
(三)设计思路与实现方法我们通过共价键合和非共价相互作用将纳米材料与水凝胶进行复合。
首先,通过分子设计和合成,制备出具有特定功能基团的高分子链。
然后,将高分子链与纳米材料进行复合,形成稳定的纳米复合结构。
最后,通过交联反应制备出智能纳米复合导电水凝胶。
三、智能纳米复合导电水凝胶在医用柔性电子设备中的应用(一)生物电信号检测智能纳米复合导电水凝胶可以用于生物电信号检测。
由于其具有良好的生物相容性和高导电性,可以用于制备电极材料,用于监测生物体内的电信号,如心电图、脑电图等。
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与传统凝胶相比,纳米复合凝胶在力学和透光性等方面表现出了一系列优异的 性能如图2、3和所示。其优异的力学性能是由于纳米复合凝胶的制备方法和独 特网络结构的贡献。化学交联凝胶的内部,交联剂通常会发生聚集,导致网络 结构不均匀,聚合物链被交联剂隔断成长短不均的分子链,在发生形变时,一 些在交联点间相对较短的分子链在承受外力作用,首先断裂。
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研究背景
鉴于优异的性能,其形成机理研究也引起研究者广泛的兴.K.Haraguchi 最先提出了的理论结构模型和可能的形成机理,他认为在基于有机纳米 微球的复合水凝胶的设制备与功能构筑凝胶预聚液中,由于静电相互作 用,自由基引发剂在纳米粘土片表面吸附,从而引发单体在粘土表面的原 位自由基聚合,使链在粘土表面牢牢的吸附并进一步交联为纳米复合凝 胶。然而该机理不能对存在的一些现象给出合理的解释,为进一步明确 的交联机制,一些研究者对其凝胶网络结构进行了表征,在纳米粘土表面 的吸附性进行了研究,也对聚合物和纳米粘土间的相互作用和键联机制 进行了非常系统的研究。但是网络中高分子链与无机粘土片间的键联 机制及凝胶网络结构的形成过程仍然不明确。
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实验内容
1 • 凝胶样品的制备 2 • 粘土水溶液粘度测试 3 • OC gel结构表征 4 • OC gel性能测试
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实验流程及方法
凝胶样品制备
粘土水溶液粘 度测试
利用氧化还原引 发体系引发单体 的聚合,在室温下 制备NC gel
用计算机控制 流变仪对不同 粘土水溶液的 粘度进行测试
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2020/4/9
粘土水溶液粘度测试
粘土水溶液中粘土质量分数固定为10%。研究 AAm, KPS及KCl电解质含量对粘土水溶液粘度的 影响。粘度测试所有样品均在同一温(200C)和同 样的测试程序下完成,为消除时间对粘土水溶 液粘度的影响,所有样品的搅拌时间、保温时 间严格保持一致,为方便计算,AAm,KPS及KCl 在凝胶预聚液中的体积均忽略不计。
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生物工程学院
纳米复合水凝胶((NC gel)网络形成机理及其 结构性能研究
报 告 人:丁毅 任课老师:王亚洲老师 学 号 : 20171902002t 专 业 : 生物医疗工程
1目录Biblioteka 2020/4/9研究背景 课题主要内容及预期目标 实验方案及试剂仪器 课题可行性分析 进度安排
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研究背景
1、高分子水凝胶材料由于其独 特的结构特征及理化性能,在柔 性化学机械器件、选择性过滤、 生物医药、组织工程等领域有 着广泛的应用前景。
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OC GEL性能测试
拉伸强度测试采用相同尺寸的水凝胶样品(直径5.5mm,长度100 mm),测试 条件如下:温度25 0C;夹具间长度为15nm;夹头速率为100mm.min-1。拉伸形变 定义为长度相对于凝胶样品初始长度的变化,强度及模量按初始横截面积进 行计算。
压缩测试中采用水凝胶样品的尺寸:直径12 mm,长度15 mm。压缩测试条件如下:温 度25 0C;夹具间长度为15 mm;夹头速率为10mm.min-1,在NC凝胶弹性回复测试中形变 固定为60%。压缩形变定义为厚度相对于凝胶样品初始厚度的变化,强度及模量按初 始横截面积进行计算。 溶胀性研究:将制得的水凝胶样品室温下置于。大量去离子水中,尺寸为5 mmx30 mm(直径x长度),每隔8小时换水一次,至水凝胶达到了溶胀平衡后,将水凝胶从去离 子水中取出,小心地用滤纸吸去其表面的水份,称重后再将溶胀后的水凝胶干燥,称 取干态凝胶质量。凝胶的溶胀率表示为:q=(WS-Wd)/Wd,其中,WS为溶胀水凝胶的质 量,Wd是干燥后的水凝胶的质量。
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OC GEL结构表征
首先凝胶样品置于大量去离子水中,充分溶胀除去 未反应的化学残余(如未反应的AAm单体、KPS , TEMED等),之后在液氮中冷冻后一90℃下真空冷冻 干燥48h,研成粉末KBr压片进行红外测试,为消除 水汽的影响,测试前KBr压片样品在60℃真空烘箱 中干燥2h利用扫描电镜((SEM, JSM-5600 LV,日本 JEOL)对NC gel内部形态结构进行分析。凝胶样品室 温下在去离子水中充分溶胀,达到溶胀平衡后,液 氮中冷冻脆断,在一90℃下真空冷冻干燥48h,利 用SEM观测凝胶的内部形态结构。
利用微控电子万 能试验机对NC gel 样品压缩强度和 压缩条件下的弹 性回复性进行研 究
利用称重法对NC gel的溶胀性能进 行研究
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凝胶样品的制备
粘土和AAm单体溶于去离子水中形成透明的水溶液, 在搅拌过程中通氮气lh之后向体系内加入催化 TEMED并缓慢的滴加1 %KPS水溶液,随后此凝胶预 聚液转移至密闭的玻璃管中(内径为5.5 mm和12 mm两种),室温下聚合24小时即得NC gel。所有试 样中,水与引发剂的质量比以及催化剂的浓度分别 固定在1500/1(w/w)和10-6 g.ml-1 。OR gel和自交联水 凝胶用同样的方法制备,且两种凝胶中均无无机粘 土加入,不同的是OR gel中使用的交联剂为MBA, 自交联水凝胶中不使用任何交联剂。
OR gel和自交联 水凝胶用同样的 方法制备
研究AAm、KPS 及KCl电解质含 量对粘土水溶液 粘度的影响
NC gel结构表 征
利用傅立叶变 换红外光谱仪 对NC gel样品的 化学组成进行 分析。
利用扫描电镜对 NC gel内部形态 结构进行分析
NC geI性能测 试
利用微控电子万 能试验机对NC gel 样品的拉伸强度 和断裂伸长率进 行研究
图1 凝胶吸水溶胀前与溶胀后的比较(左侧为吸水溶 胀后,右侧为吸水溶胀前)
2、传统化学交联水凝胶力学性能较差,在一定程度上限制了其在诸多领 域的应用,为改善凝胶的性能,一系列具有优异力学性能的新型凝胶被开 发出来,其中纳米复合水凝胶由于其简单的制备方法及优异的力学性能引 起了研究者的广泛关注。
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