纳米纤维素基水凝胶的制备及其在传感器中的应用进展

随着国家“双碳”战略的提出，可持续、可再生的原材料正在受到广泛的关注。作为地球上分布广泛的天然资源，纳米纤维素具有可再生、可生物降解、较好的热稳定性等特性。纳米纤维素表面富含的羟基使其成为制备水凝胶的理想材料。重点介绍了几种热门的纳米纤维素基水凝胶的制备方法，及其在传感器中的应用。研究表明，目前纳米纤维素基水凝胶的制备已存在相对环境友好的生产方法，纳米纤维素基水凝胶的传感性能在力学性能、灵敏度、稳定性、回收率等方面表现出优于通过常规传统材料制备的传感器，在解决成本问题后具有广阔的使用前景。     

天然高分子材料水凝胶在伤口敷料中的应用

针对理想敷料的具体需求、天然高分子材料的理化性能,系统地分析了不同天然高分子材料水凝胶敷料如胶原蛋白、海藻酸盐、甲壳素和壳聚糖、透明质酸盐、明胶和纤维素等。回顾了近几年天然高分子材料作为医用水凝胶敷料的发展方向的,同时对未来的研究重点进行了展望。     

汉麻基纤维素水凝胶复合功能伤口敷料制备及性能

针对传统伤口敷料湿透性和透气性差的问题,提出汉麻基纤维素水凝胶复合功能性伤口敷料的制备。设计的汉麻基纤维素水凝胶复合功能性伤口敷料主要由保护层、接触面层和水凝胶涂层3部分组成。其具有保湿性、防菌性、自我愈合性等多重功能,湿透性和透气性分别为(196.84±27.14) g/(m²·h)和11.5 mm/s,湿透性和透气性皆表现良好,可用于内分泌护理使用。     

细菌纤维素基水凝胶的制备及传感器应用进展

概述了细菌纤维素和水凝胶两种材料的优势,综述了功能性细菌纤维素水凝胶的制备及其功能化方法,介绍了原位合成法、异位合成法中的浸渍法、溶解再生法的原理、优缺点及相关研究进展。基于细菌纤维素水凝胶具有优异的机械性能、生物相容性、可降解性和可修饰性等诸多特性,总结了细菌纤维素基水凝胶在传感器领域的最新进展,包括应变传感器、pH传感器和热传感器、电响应传感器、湿度传感器。最后对细菌纤维素基水凝胶的发展前景进行了展望。     

纤维素基水凝胶的研究进展

纤维素是世界上最丰富的天然、可再生以及可生物降解的高分子材料,在化工、材料等领域有广泛的应用。本文主要对近几年来纤维素基水凝胶的研究进展进行了归纳总结。首先,介绍了纤维素基水凝胶的研究背景。其次,列举了纤维素水基凝胶的交联方法,主要有物理交联与化学交联。其中物理交联有氢键交联、疏水性交联、离子交联等,化学交联则是酯化交联、迈克尔加成、自由基共聚合、动态共价键交联等。最后,重点介绍了纤维素基水凝胶在可降解性、生物医学性、亲水性、吸附性、导电性等领域方面的应用。此外,对于纤维素基水凝胶材料在高机械性和产业化制备等方面的发展进行了展望。     

纤维素基水凝胶的制备及其应用研究进展

随着对环境问题的日益重视,天然产物水凝胶因其生物相容性、生物降解性和丰富性,受到研究人员的关注.纤维素是一种自然界含量最丰富的含有多羟基的天然聚合物,由其制备的纤维素基水凝胶具有无毒、高吸水性、生物相容性和易降解性,且原料廉价易得,因此可应用于多种领域.本文概述了纤维素基水凝胶的制备方法、理化特性及其在生物医学(药物输...     

温敏性水凝胶的合成及表征

以羟丙基甲基纤维素与丙烯酰氯为原料,制备了羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯;以偶氮二异丁腈为引发剂、以羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯为大分子交联剂、N-异丙基丙烯酰胺为单体在N,N-二甲基甲酰胺中70℃下通过自由基聚合反应24 h,制备了温度敏感性水凝胶。用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到溶胀平衡时水凝胶的溶胀比,进行了水凝胶的去溶胀动力学及干凝胶的再溶胀动力学研究。在聚合过程中,加入羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯制得的水凝胶:相转变温度由30℃降为29℃;在10℃时溶胀比由29降为24.8;去溶胀速率加快,例如:该水凝胶在10 m in内失水率由56%降为16%,在30 m in内失水率由86%降为19%;并且减慢了凝胶的再溶胀速率。     

基于天然材料的自愈水凝胶伤口敷料研究进展

目前使用的伤口敷料中，水凝胶因其可改变的、优异的化学、物理和生物特性以及具有能够吸收和保留大量水分的三维交联聚合物网络而被广泛研究应用于伤口治疗。天然材料拥有良好的生物相容性和生物降解性，利用各种天然材料合成的水凝胶一直是研究的一大重点，但相对于使用合成材料制备的水凝胶，存在力学性能更差，形态难以保持的缺点，为其储存和使用增加了困难。目前，由天然材料或天然材料和合成材料联合制备的新型自愈水凝胶创面敷料由于具有抗破损的自愈能力，有望改良传统水凝胶的力学性能不足的缺陷。基于天然材料研发的伤口自愈水凝胶的研究现状做一综述，讨论了适合制备水凝胶的天然聚合物材料以及系统地阐述了自愈合的机理，然后介绍了自愈合水凝胶敷料的种类及讨论了自愈合水凝胶作为伤口敷料的应用。最后，讨论了天然材料制备的自愈水凝胶作为创面敷料的目前及未来的发展方向和使用途径，并对其的创新应用提出了建议。     

水凝胶复合水泥基材料性能与微结构特征EI北大核心CSCD

借助纤维素/聚乙烯醇(PVA)水凝胶对温度变化的响应特性,可缓解由正负温变化导致的水泥基材料损伤破坏。在分析纤维素/PVA对水泥基材料流动性、冻融循环前后力学性能影响基础上,研究了水凝胶复合水泥基材料水化产物、孔、裂缝等微结构特征。结果表明:纤维素/PVA溶液提高了水泥浆体的流动度;经冻融循环的纤维素/PVA溶液形成了交联网络状结构,提高了水泥基复合材料的总孔隙率,但有效缓解由于冻融循环作用而导致的强度下降和损伤。     

羟丙基纤维素RAFT聚合温敏性聚（N异丙基丙烯酰胺）水凝胶的合成及表征

用羟丙基纤维素(HPC)接枝的多链转移官能基大分子链转移剂,通过可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合制备了羟丙基纤维素接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶(HPC-g-PNIPAM hydrogel),研究了HPC相对分子质量、RAFT分子接枝密度以及HPC和NIPAM质量比对水凝胶微观形貌、低临界溶解温度(LCST)以及溶胀性能和机械性能的影响。结果表明,HPC大分子RAFT聚合PNIPAM能获得具有高溶胀比和快速响应性能的水凝胶;HPC的引入能提高水凝胶机械强度。RAFT聚合方法和少量大分子纤维素RAFT分子的引入会略微降低LCST,但当HPC组分增加到一定量,又会使LCST升高。     

木质纤维素基凝胶电解质的研究进展

电解质作为电池以及电容器等电子设备的组成部件之一，为电子设备充放电过程提供了稳定的离子通道，然而，传统液体电解质材料存在易泄漏及易受环境因素影响等问题，限制了电解质进一步的应用与发展。凝胶电解质是一种具有突出机械性能和优异离子电导率的电解质材料，其中木质纤维素基凝胶电解质具有高柔韧性、机械强度良好和电荷传输快速等物理化学性能，为凝胶电解质的研究带来了新机遇。综述了近年来包括纤维素、木质素及木质纤维素在凝胶电解质领域的制备工艺及研究进展，总结并展望了木质纤维素基凝胶在制备及功能化应用方面的优势、不足及发展方向，以期为木质纤维素基凝胶电解质的研究提供借鉴。     

绿色纤维素基水凝胶的制备及油水分离性能

为研发绿色环保的水凝胶膜用于油水分离,本研究从废弃杨木中提取纤维素,并采用协同组装策略构建了一种绿色纤维素基水凝胶（CLH）膜,用于油水分离。将氯化锂（LiCl）作为活性吸水单元引入纤维素骨架中,然后利用聚乙烯醇（PVA）将LiCl颗粒包裹在纤维素骨架上制备CLH水凝胶膜。制备过程绿色环保,操作简单。制备的CLH水凝胶膜具有层状结构,可以克服传统水凝胶不可压缩的缺陷。在重力作用下,CLH水凝胶膜可以实现油水混合物和水包油乳液的高效分离。同时,CLH水凝胶膜油水分离过程中表现出良好的稳定性、耐久性和循环稳定性。因此,本文研发的协同组装策略不仅可以有效解决因废弃木材的产生造成的纤维素资源浪费问题,还可以为油水分离提供一种新的方法。     

生物质基水凝胶的传感应用进展

生物质材料是由动物、植物以及微生物等生命体衍生得到的材料,具备来源广泛、绿色安全、可再生和可生物降解等重要特征。生物质基水凝胶是以天然生物质大分子为原材料制备的水凝胶,已被广泛应用于污染物吸附、药物载体、生物工程以及多功能传感等领域。本文简要介绍了几种常见生物质基水凝胶的特点,包括基于蛋白质、纤维素、海藻酸盐、淀粉和壳聚糖等制备的水凝胶。同时,归纳了生物质基水凝胶在生物、应变、气体、湿度和温度等方面的最新传感应用。最后,结合目前研究现状,指出了生物质基水凝胶未来推广应用面临的挑战并提出了针对性解决思路。     

多功能高分子抗菌水凝胶在伤口敷料中的研究进展

伤口感染是医学领域常见的问题，传统伤口敷料易导致外源性感染，而水凝胶伤口敷料展示出优异的抗菌活性、生物相容性等优点，故而备受关注。本文针对不同类型的抗菌水凝胶在抗菌机理、研究进展等方面进行了综述，并展望了其应用前景。     

医用银离子抗菌水凝胶敷料的制备及性能研究

将纳米银与水凝胶两者性能结合,制备医用银离子抗菌水凝胶敷料,并对其性能进行研究。不使用分散剂,采用水凝胶的纳米孔吸附银离子的方式制备纳米银,使用壳聚糖、冰醋酸、纳米银、泊洛沙姆、碳酸氨、甘油六种试剂制备纳米银抗菌凝胶,并采用类似的方式制备纳米银抗菌凝胶敷料。分别对制备得到的水凝胶敷料进行UV-vis分析,并测试其抗菌性、溶胀性和生物相容性。实验结果表明,在不添加分散剂和还原剂的条件下,硝酸银可以被还原成纳米银,表明纳米银制备方法可行;水凝胶对大肠杆菌的最大抑菌圈为4.20mm左右,对葡萄球杆菌的最大抑菌圈为3.52 mm左右,均具有良好的抗菌效果,且纳米银的添加,更加增强了水凝胶的抗菌性;相较于其他甘油含量的水凝胶敷料,添加2%甘油的敷料具有更好的溶胀性;银离子抗菌水凝胶敷料具有较好的生物相容性,在促进细胞增殖分化方面具有无可比拟的优势。     

纤维素基碳气凝胶研究进展

介绍了纤维素碳气凝胶原材料的主要来源及各原材料的特点,重点举例阐述可直接利用型纤维素制备纤维素基碳气凝胶材料的不同工艺方法,综合分析了纤维素基碳气凝胶作为多功能材料的一些前沿的应用研究。总结了该领域存在的挑战并展望了纤维素基碳气凝胶的发展前景。     

纤维素基水凝胶的研究进展

在能源危机日益加剧的今天,石油、天然气等传统能源储量有限,已经不能满足人们的需求。寻找到一种可重复利用的清洁绿色的能源成为研究焦点。纤维素基水凝胶由于其良好的生物相容性、可降解性和吸附性能而被用在水处理、医药和农业领域。本文对近年来纤维素基水凝胶的合成和应用领域进行了综述,并对其今后的发展前景进行了展望。     

水凝胶伤口敷料的研究进展

皮肤是覆盖人体表面并直接接触外部环境的一个非常重要的器官,皮肤伤口的修复是一个复杂而有序的过程。寻求促进创伤修复、具有优良性能的伤口敷料是目前的研究热点。水凝胶由于含水量高、生物相容性好、吸收渗出物、易于去除、提供湿润环境,在伤口敷料领域得到广泛的研究和应用。介绍了水凝胶的制备方法,总结了抗菌、止血、消炎、促组织再生等功能化水凝胶伤口敷料的研究进展,展望了水凝胶伤口敷料未来的发展方向。     

细菌纳米纤维素复合抗菌水凝胶敷料的性能研究

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/m~2/24h;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。     

纤维素基凝胶材料在储能领域的研究进展

从纤维素的结构入手,综述了纤维素基凝胶材料特有的层级结构、双亲性、环保等特点.重点阐述了纤维素基凝胶材料在电池及超级电容器领域的研究现状,分析了两种用于电池电极的凝胶材料,其中以纤维素为骨架的凝胶材料廉价、机械性能佳,碳气凝胶材料则在导电性、能量密度等方面表现优异.基于纤维素及其衍生物制得的凝胶聚合物电解质及粘结剂具有...