高强度水凝胶纳米复合材料的研究进展

水凝胶是化学或物理交联而成的具有三维网络结构的高分子材料,其高分子网络中含有大量的水并能保持一定的形状,是一种特殊的半固体材料。水凝胶由于具有许多优异的性质,在工业、农业、生物医学领域得到广泛重视,然而传统水凝胶的力学性能差,限制了其应用。因此提高水凝胶力学强度的研究吸引了国内外众多研究者的关注。总结了近年来几种主要类别的高强度水凝胶纳米复合材料的实验及理论研究工作,重点分析了纳米复合凝胶在力学性能方面的研究结果,并对其未来的发展进行了展望。     

聚乙二醇基形状记忆高分子材料研究进展

聚乙二醇(PEG)是一种结晶完善且具有良好水溶性的热塑型聚醚高分子,其分子链结构在无定形态及结晶态间相互转变的特性符合形状记忆材料对可逆形变结构的要求,因此广泛应用于形状记忆高分子材料的研究。文中综述了近年来聚乙二醇在形状记忆聚合物、形状记忆水凝胶、形状记忆复合材料等高分子材料中的应用研究进展,阐述了聚乙二醇链结构与材料形状记忆特性及不同刺激响应性之间的关系,并特别强调了聚乙二醇与水的氢键作用对水诱导响应型形状记忆特性的重要性,对低毒且生物相容性好的聚乙二醇基形状记忆高分子材料在生物医学领域的应用进行了展望。     

基于动态化学键构建自愈合高分子水凝胶

高分子水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料,能够吸收并保持大量的水分。高分子水凝胶具有良好的生物相容性和力学性能,在生物医学和生物工程领域具有重要的应用价值。自愈合水凝胶是一种能够响应外界刺激并修复自身损伤的智能凝胶。相比传统水凝胶,自愈合水凝胶具有修复损伤的特性,近年来受到科学界的广泛关注。基于动态化学的自愈合水凝胶是一种能够通过动态的共价键或非共价键交联而重新形成三维网络结构从而修复损伤的新型自愈合水凝胶,该水凝胶能够快速多次地修复自身损伤,有良好的环境适应性,为开发多功能智能新材料奠定了基础。本文综述了近年来基于动态化学键构建自愈合水凝胶的研究进展,重点阐述了基于氢键相互作用、金属配位相互作用、主-客体相互作用、离子相互作用、亲疏水相互作用、亚胺键/酰腙键、硼酸酯键和二硫键的自愈合水凝胶的最新研究情况,同时提出了自愈合水凝胶的一些问题,并分析了未来的发展方向。     

增韧抗冻水凝胶柔性应变传感器研究进展

水凝胶作为一种结构与生物组织类似的柔性材料，被广泛地应用在柔性传感器等领域。但其内部含水量较大导致力学性能较差，且在低温环境下易结冰失效。本文从增韧机理、抗冻方法以及疲劳特性等方面对增韧抗冻水凝胶进行了综述。首先，对不同增韧机理水凝胶的力学性能以及内部结构进行了对比；其次，讨论了低温环境下水凝胶的抗冻方法；最后，总结了水凝胶在长时间静态或循环加载情况下的疲劳损伤特性。未来应致力于增加水凝胶的保水抗冻性能，深入研究水凝胶疲劳失效机理，以期为耐低温、抗疲劳水凝胶传感器的应用提供理论基础。     

环境敏感性高分子水凝胶

敏感性高分子水凝胶具有对环境的可响应性,该类物质也被称为"智能凝胶"(Intelligent hydrogels)或"灵巧凝胶"(Smart hydrogels)。目前,对敏感性高分子水凝胶的研究已成为智能高分子材料领域的热点之一,综述了环境敏感性高分子水凝胶的种类与性质、主要应用等方面的研究进展。     

基于动态可逆非共价体系的自愈合水凝胶构建方法研究进展

材料的完整性是保证其呈现应有性能的前提,任何破损或缺陷都可能导致材料性能不能满足使用需求。在众多材料中,用作药物缓释载体、组织工程支架和功能器件涂层的水凝胶因其特殊的应用环境而对自我修复性能需求迫切。自愈合水凝胶在受到外界破坏后能自我修复以维持初始性能,保证了使用过程中材料的安全性和可靠性。因此,具有自愈合性能的新型功能材料是目前重要的研究方向。基于高分子链之间相互作用力形成的自愈合水凝胶分为两类:(1)通过动态共价键形成的水凝胶,包括双硫键、Diels-Alder环加成反应、亚胺键/席夫碱作用等;(2)通过范德华力或氢键等非共价键作用,即物理交联形成的水凝胶,包括氢键作用、主体-客体之间力的作用、聚阴阳离子间的相互作用、金属配体的相互作用、疏水缔合等。由于共价键的稳定性,大多数共价键交联所形成的水凝胶稳定存在并表现出良好的力学性能。然而,这些水凝胶存在对外界刺激反应性低、制造之后不能被重塑、受到破坏之后不能自我修复等局限性,因此发展基于动态共价键或物理交联的自愈合水凝胶已成趋势。自愈合水凝胶不仅具有水凝胶独特的溶胀性能、极高的含水量、良好的生物组织相似性,而且具有自我修复断层的能力,可用于组织工程、伤口敷料、药物缓释、生物传感等生物医学研究领域,可有效延长材料的使用寿命,具有极好的应用前景。本文介绍了近年来基于动态可逆非共价体系构建自愈合水凝胶的研究进展,按照不同的愈合机理对自愈合水凝胶进行分类,分别讨论了基于氢键、可逆金属配位作用、疏水缔合以及多种作用力相结合等作用机理构建自愈合水凝胶的方法和应用进展,分析了基于动态可逆非共价构建自愈合水凝胶可能面临的问题,并对其发展前景进行了展望,以期指导此类水凝胶的设计、制备与应用。     

智能型高分子水凝胶的应用研究现状

介绍了智能型高分子和高分子水凝胶在分子器件、调光材料、生物医学等高新技术领域的应用研究现状。     

环境敏感性高分子水凝胶

敏感性高分子水凝胶具有对环境的可响应性，该类物质也被称为“智能凝胶”（Intelligent hydrogels）或“灵巧凝胶”（Smart hydrogels）。目前，对敏感性高分子水凝胶的研究已成为智能高分子材料领域的热点之一，综述了环境敏感性高分子水凝胶的种类与性质、主要应用等方面的研究进展。     

青岛能源所开发出新型聚氨酯材料

聚氨酯水凝胶兼具水凝胶和聚氨酯的优点,机械强度高,性能调控范围广,广泛应用于生物医学及工业领域。其中,高抱水量、高机械强度的单组份聚氨酯水凝胶具有施工方便、生态环保等优势,可作为一种优异的高分子聚合物固沙材料,用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治等领域。虽然国内也有此类聚氨酯材料相关研究报道,但尚不能     

化学所在水凝胶的可控构筑及功能化方面取得重要进展

正高分子水凝胶是一种具有三维交联网状结构的高分子材料,在组织工程、伤口敷料、疾病诊断与治疗等生物医学工程领域具有重要的应用价值。但是,传统水凝胶的性能难调控、力学强度弱、生物相容性差、生物不可降解,限制了其临床实际应用。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下,化学所高分子物理与化学实验室的科研人员在水凝胶的可控制备方面取得重要进展。研究人员设计一类具有易断     

青岛能源所开发出新型聚氨酯材料

聚氨酯水凝胶兼具水凝胶和聚氨酯的优点,机械强度高,性能调控范围广,广泛应用于生物医学及工业领域。其中,高抱水量、高机械强度的单组份聚氨酯水凝胶具有施工方便、生态环保等优势,可作为一种优异的高分子聚合物固沙材料,用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治等领域。虽然国内也有此类聚氨酯材料相关研究报道,但尚不能合成该材料,而主要依赖于进口。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物基材料院重点实验室万晓波研究员带     

水凝胶纤维的制备及其性能和应用研究进展

水凝胶纤维是一种具有溶胀性能、刺激响应性能、缓释性能和固定化等性能的新型纤维,在组织工程、生物医学、纺织和高分子材料等领域具有很好的应用前景。对近些年水凝胶纤维在制备方法、性能及应用进行了综述,并对未来的发展做了展望。     

高分子水凝胶材料研究进展

综述了高分子水凝胶材料的制备方法及应用研究进展，概述了当前的研究热点，并展望了高分子水凝胶材料今后的发展。     

宁波材料所在智能荧光高分子水凝胶的材料构建及其功能协同方面取得新进展

<正>近年来,中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料课题组陈涛研究员、路伟副研究员在智能荧光高分子水凝胶的分子设计与材料构建方面开展了大量的基础研究工作,并探索了其在传感检测和仿生驱动方面的应用。例如,通过以滤纸为基底构建了一种Hg~(2+)响应性的荧光高分子水凝胶复合材料,其可以协同滤纸的毛细作用和水凝胶的超亲水特性,实现水溶液和食品中Hg~(2+)的快速和高灵敏性检测;通过构建一种基于萘酰亚胺荧光团的pH响应性高分子水凝胶,其不仅可用于水环境pH值的检测,还可以利用离子印染的方法来实现水凝胶表面荧光强度的时空调控;利     

聚合物离子凝胶基体体系、改性方法及应用研究进展EI

聚合物离子凝胶是一种由离子液体(IL)和聚合物基质构成的新型凝胶体系,具有优异的可拉伸性、较高的电导率和较好的稳定性,在柔性电子产品领域具有广阔的应用空间,备受国内外研究者关注。通过调研整理近年来相关领域的研究进展,本文综述了聚合物离子凝胶材料的基质分类,讨论了导电水凝胶的改性方法,阐述了离子凝胶在相关领域的应用,并在此基础上总结展望了聚合物离子凝胶面临的挑战与未来的发展方向。指出开发具有优异力学性能、高电导率、可降解的离子凝胶是未来研究的重点。同时,提高离子凝胶的环境稳定性,降低离子凝胶的制备成本是实际应用中亟须解决的难题。离子凝胶的制备与应用研究将促进柔性电子材料的飞速发展。     

聚合物离子凝胶基体体系、改性方法及应用研究进展EI北大核心

聚合物离子凝胶是一种由离子液体(IL)和聚合物基质构成的新型凝胶体系,具有优异的可拉伸性、较高的电导率和较好的稳定性,在柔性电子产品领域具有广阔的应用空间,备受国内外研究者关注。通过调研整理近年来相关领域的研究进展,本文综述了聚合物离子凝胶材料的基质分类,讨论了导电水凝胶的改性方法,阐述了离子凝胶在相关领域的应用,并在此基础上总结展望了聚合物离子凝胶面临的挑战与未来的发展方向。指出开发具有优异力学性能、高电导率、可降解的离子凝胶是未来研究的重点。同时,提高离子凝胶的环境稳定性,降低离子凝胶的制备成本是实际应用中亟须解决的难题。离子凝胶的制备与应用研究将促进柔性电子材料的飞速发展。     

高新周:新材料科技成果拍卖项目

神奇保水凝胶 一、项目概况 保水凝胶材料是一种对水有特殊吸附作用的高分子功能材料,其内部带有强烈的亲水基因,与通常的海绵、纸纤维及棉布等吸附材料不同,保水性凝胶材料可吸收自身重量成百上千倍的水,同时膨胀成一种与水牢固结合的水凝胶。即使受到相当大的压力,这种凝胶品的水也很少被挤出。正是这一特殊功能使得保水性高分子凝胶材料在被发现之后迅速发展,目前在医疗卫生、农林园艺、土木建筑,日用化工以及环境保护等工农业领域中得到了广泛的应用。 保水凝胶由于具有吸水溶涨作用,在日用化学工业中也得到了越来越广泛的应用。此外,保水性凝胶对氨气有吸收作用,可制成除臭剂,与杀菌剂复合在一起还具有消毒作用。保水性凝胶可以吸收和保存水分的特性使其在运输业中也得到了应用,在石油工业中,保水性凝胶作为胶水剂使油水分离,可以大大地提高     

青岛能源所开发出新型聚氨酯材料

<正>聚氨酯水凝胶兼具水凝胶和聚氨酯的优点,机械强度高,性能调控范围广,广泛应用于生物医学及工业领域。其中,高抱水量、高机械强度的单组份聚氨酯水凝胶具有施工方便、生态环保等优势,可作为一种优异的高分子聚合物固沙材料,用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治等领域。虽然国内也有此类聚氨酯材料相关研究报道,但尚不能合成该材料,而主要依赖于进口。近日,中国科学院青岛生物能     

半纤维素基水凝胶制备及应用研究进展

半纤维素基水凝胶是一种具有优异保水性、良好生物相容性和力学性能的三维网络状亲水聚合物,在软材料领域尤其是半纤维素基材料研究领域备受瞩目。本文综述了近年来半纤维素基水凝胶的研究进展,从化学交联和物理交联两个方面介绍了半纤维素基水凝胶的制备方法、形成机理和性能,比较了化学交联中光、酶、微波辐射和辉光放电电解等离子体等不同引发体系的差异,总结了半纤维素基水凝胶在药物控释、伤口敷料、高效吸附及3D打印等领域的最新应用和发展,并对半纤维素基水凝胶领域所面临的挑战进行了总结和展望,以期为新型半纤维素水凝胶的研究提供参考。     

氨基酸基防污可注射自融合水凝胶的制备及其在术后防粘连中的应用（英文）

设计和制备具有优异防污能力的可注射防粘连材料对预防手术后组织和器官的粘连具有重要的意义.在此,我们将含有羟基的氨基酸衍生物引入水凝胶的制备中,通过N-丙烯酰丝氨酸(ASer)的自由基聚合制备了一种新型的氢键交联水凝胶(PASer).结果发现一个甲基取代基的存在会对分子间氢键相互作用产生明显的影响:与聚(N-丙烯酰苏氨酸)(PAThr)水凝胶相比,PASer水凝胶具有较低的成胶浓度和增强的力学性能.值得一提的是,亲水性羟基使PASer水凝胶能够有效抵抗蛋白质吸附和细胞粘附.PASer水凝胶具有优异的力学性能、可注射性、自融合性、良好的生物相容性和适宜的体内停留时间,符合临床对术后抗粘连材料的要求.体内研究实验结果表明,PASer水凝胶在建立的小鼠腹壁缺损模型中可以有效预防术后腹膜粘连发生.