水凝胶完整版本

主要内容水凝胶简介智能型水凝胶新型高强度水凝胶什么是水凝胶？

水溶胀性，交联聚合物亲水性聚合物，可吸水达自身重量的数千倍三维网状结构，在水中不溶解

1.水凝胶简介高吸水性水凝胶

1.水凝胶简介纤维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胶聚甲基丙烯酸羟乙酯及其衍生物水凝胶溶胀度的表征：溶胀后体积/溶胀前体积溶胀后质量/溶胀前质量

1.水凝胶简介

1.水凝胶简介化学键氢键范德华力

1.水凝胶简介化学反应乳液聚合反相微乳液聚合原位聚合辐射电子束gamma-rays

X-rays

UVlight

化学交联交联方式：辐射聚合所得的高分子具有较高的纯度，没有化学引发剂遗留的残渣；聚合反应可以在低温和固相下进行，且较易控制；射线能量高，可以使难以聚合的单体发生聚合；但因辐射作用无选择性，会使反应比较复杂。分类：来源、制备方法和离子基团结构。

1.水凝胶简介来源天然高分子水凝胶合成高分子水凝胶

1.水凝胶简介制备方法均聚水凝胶共聚水凝胶多聚水凝胶互穿网络水凝胶中性水凝胶

1.水凝胶简介阴离子水凝胶两性水凝胶离子基团阳离子水凝胶

1.水凝胶简介将水凝胶放入水中，便可以在水中吸水膨胀。直到溶胀平衡

1.水凝胶简介水凝胶的溶胀水凝胶的一些性质

孔尺寸形状、表面积/体积比水含量强度溶胀性

1.水凝胶简介可以作为保护细胞或者其它物质的介质很高的传导性生物相容性可以注射便于改性

水凝胶的优点

1.水凝胶简介机械强度低难于操作水凝胶的缺点

1.水凝胶简介水凝胶交联网络示意图

1.水凝胶简介影响水凝胶性质的因素聚合物种类交联程度温度溶液组成

2.智能型水凝胶ElectricfieldpHTemperatureLightSolventcomposition

智能型水凝胶也叫环境（刺激）响应性水凝胶，即在较小环境条件变化的情况下，会产生较大响应的水凝胶。Stimuli-responsive

2.智能型水凝胶pH敏感水凝胶pH响应水凝胶是通过在聚合物主链上引入酸性或者碱性基团来制备的。这些基团在不同pH环境中可以接受或者释放质子，从而引起网络伸缩。-COOHpH>4.25pH<4.25-COO-swellinigshrinkingpH敏感型水凝胶通常含有可离子化基团，可分为阴离子型（如—COO-,—SO3-等）阳离子型(如—NH2,=NH,—NH4+等）和两性型。

2.智能型水凝胶pH敏感水凝胶在药物输送体系中有重要的应用温敏性水凝胶主要是因为聚合物网络内存在氢键、疏水相互作用或者物理缠结等可以形成结合区域物理相互作用。

2.智能型水凝胶温敏性水凝胶聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)水凝胶透明大量吸水白色浑浊收缩失水

2.智能型水凝胶温敏性水凝胶的温敏特性的体积相变理论凝胶体系中存在着一定的疏水基团和亲水基团。它们与水在分子内和分子间产生相互作用。T<LCST时，凝胶溶于水，凝胶与水之间主要是酰胺基团与水分子之间的氢键作用，此时由于氢键及范德华力的作用，大分子链周围的水分子形成一种由氢键连接的，高度有序化的溶剂化壳层。随着温度上升，凝胶与水的相互作用发生改变，其分子内及分子间的疏水作用加强，形成疏水层，氢键被破坏，大分子链周围的溶剂化壳层被破坏，在某一临界温度(LCST)，水分子从凝胶中排出，凝胶发生相变。此时高分子由疏松的线团结构转变为紧密的胶粒状结构。

2.智能型水凝胶影响温敏性水凝胶溶胀相变行为的因素亲水和疏水单体的种类和比例外加盐、醇等一般认为些物质与水凝胶网络中高分子链上的疏水基团相互作用引起的与其它几种响应性水凝胶相比，电响应水凝胶有着特殊的优越性：电场的大小及开关便于控制

2.智能型水凝胶电响应水凝胶electrodehydrogelclamp

2.智能型水凝胶电响应水凝胶响应机理渗透压理论电解质凝胶在直流电场下的弯曲、变形主要是由在凝胶面向电场正、负极的两侧产生的渗透压差而产生。聚离子在聚合物网络上保持不动，各离子由于迁移速率不同而在凝胶内部产生离子的浓度梯度，即凝胶面向电场正、负极的两侧的离子浓度不同，从而产生一个渗透压差。局部pH浓度梯度理论水凝胶中引入光敏成分，由光异构化反应来实现凝胶的光刺激响应。通过凝胶对环境的敏感实现不同构象凝胶对光的透过率不同。

2.智能型水凝胶光敏水凝胶

3.新型高强度水凝胶水凝胶交联网络示意图水凝胶交联网缺陷示意图水凝胶低机械强度的原因聚合物分子链密度低分子链间摩擦力小在凝胶过程中形成的交联结构不均匀

3.新型高强度水凝胶天然高强度水凝胶近来，人们制备了三种具有高强度的新型凝胶:拓扑凝胶(topological(TP)gel)纳米复合材料凝胶(nanocomposite(NC）gel)双网络凝胶(doublenetwork(DN)gel).

3.新型高强度水凝胶

3.新型高强度水凝胶拓扑水凝胶（a）拓扑水凝胶结构示意图（b）拓扑水凝胶中的聚轮烷分子链，分子链是聚乙二醇，圆环是环糊精（c）聚轮烷凝胶中的化学交联拓扑胶的交联剂是一种特殊的8字形材料，聚合物分子链可以在里面滑移。

3.新型高强度水凝胶拓扑水凝胶

3.新型高强度水凝胶双网络水凝胶双网络水凝胶的制备必须经历两步：制备高交联度的凝胶在第一步形成的凝胶内再形成一个松散交联的网络结构

3.新型高强度水凝胶双网络水凝胶双网络（DN）结构示意图互穿聚合物网络（IPN）结构示意图

3.新型高强度水凝胶纳米复合材料水凝胶纳米水凝胶结构示意图聚丙烯酰胺/粘土纳米水凝胶

3.新型高强度水凝胶纳米复合材料水凝胶的形成机理

3.新型高强度水凝胶纳米复合材料水凝胶的优点制备简单机械性能非常好透明(b)(a)(c)(d)3days25℃纳米复合材料水凝胶对阳离子颜料的吸附

3.新型高强度水凝胶纳米复合材料水凝胶对阳离子颜料的吸附作用

3.新型高强度水凝胶纳米复合材料水凝胶对阳离子颜料的吸附作用LaponiteXLGLaponiteXLSThreedays

3.新型高强度水凝胶纳米复合材料水凝胶对阳离子颜料的吸附作用纳米复合材料水凝胶对阳离子颜料的吸附机理+-1min2min3min4min5min6min7min8min9min10min纳米复合材料水凝胶的电响应行为

2.新型高强度水凝胶机械强度高，响应速度快，响应程度大OsmoticpressureLocalpHgradient聚丙烯酰胺/粘土复合材料水凝胶中粘土含量对电响应的影响纳米复合材料水凝胶的电响应行为

3.新型高强度水凝胶同时提高凝胶的机械强度和响应速度化学交联水凝胶？机械强度响应速度交联程度分子链的柔顺性

4.人造肌肉的研究进展人造肌肉的研究开始于20世纪40年代近年来特殊聚合体材料和智能材料的诞生，为人造肌肉的研究提供了新的发展契机。开发人造肌肉不仅对医学具有重大意义，而且对机器人技术的发展也至关重要。

4.人造肌肉的研究进展初步介绍人造肌肉状材料是根据生物学原理，由3种氨基酸(缬氨酸、脯氨酸和甘氨酸)按一定顺序排列而构成。它类似于人的肌肉纤维，具有弹性，且能随环境温度和化学成分(如pH值)的变化而伸缩。由于它能模拟活体的生物过程，于是，人们把这种材料称为生物聚合物。

4.人造肌肉的研究进展美国和韩国研究者联手研究出一种超级仿生肌肉。这种肌肉不仅力量大得惊人，而且从来不会疲惫。现行的机器人或机械手臂受到能量限制，只能在电源附近活动。仿生肌肉可以自由活动，而且能工作更长时间，能量由燃料供应，不会因电池短命而动不了，也不必时刻绑个电源在身边。初步介绍

4.人造肌肉的研究进展活动自由工作更持久比常人肌肉强100倍有循环系统也有神经人造肌肉用途广泛初步介绍

4.人造肌肉的研究进展仿生学应用亚利桑那州州立大学的科学家中们从蟾蜍的肌肉构造上获得灵感，设计出了一种“机器肌腱。这种机器肌腱就是“生物马达”，也就是人造肌肉。

4.人造肌肉的研