刺激响应性水凝胶的研究现状及发展趋势

刺激响应性水凝胶在药物缓释、物质分离提纯等领域得到了广泛的应用,文章介绍了能响应温度、pH、光、电场和磁场等外界环境因素变化智能凝胶的结构特点和近期研究进展,并展望了智能凝胶的应用前景。     

智能水凝胶的应用

智能水凝胶对于外界微小的物理化学刺激,如温度、电场、磁场、光、pH、离子强度或压力等能够感知并在响应过程中有显著的溶胀行为或响应性。本文重点介绍了智能水凝胶及与之密切相关的智能型大分子在药物控释、组织工程、活性酶的固定、调光材料等方面的应用。     

智能型水凝胶材料及其应用

本文综述了智能型水凝胶的制备方法及该凝胶对环境的刺激响应性,重点介绍了它的温敏效应、pH敏效应、压敏效应、光敏效应及电敏效应。最后介绍了它的应用现状。     

双多重刺激响应水凝胶应用于伤口愈合的研究进展

介绍了伤口愈合的过程以及愈合过程中伤口处微环境的变化,叙述了目前根据伤口处不同环境变化(如pH、温度、活性氧含量和葡萄糖含量等)而设计的智能响应水凝胶,总结了可以应对2种及以上伤口微环境变化的双重或多重刺激响应性水凝胶的制备过程,以及水凝胶如何对伤口实现智能响应和精准治疗的应用,并讨论了今后应用于伤口愈合水凝胶的设计方向。认为目前的水凝胶多数用于浅表创伤的治疗,如何对深度损伤的慢性伤口实现加速愈合的效果是扩展水凝胶应用的关键;从材料角度出发,可以深度研究创面愈合机制,设计开发多重刺激响应水凝胶以满足不同类型的创面的需求,从而使水凝胶在伤口愈合方面有更广阔的应用前景。     

智能水凝胶的研究进展

智能水凝胶是指在外界环境(如温度、pH值、电场等)发生变化时,性质随之发生相应改变的水凝胶,即具有环境响应性。水凝胶尤其是智能水凝胶由于其迷人的性质及潜在的应用引起广大科技工作者的研究兴趣。根据智能水凝胶对环境的响应情况,作者详细介绍了pH敏感性水凝胶、温度敏感性水凝胶、光敏感性水凝胶、电场敏感性水凝胶、磁敏感性水凝胶、盐敏感性水凝胶、化学物质敏感性水凝胶以及多重敏感性水凝胶的研究情况,同时对智能水凝胶的研究方向和应用前景进行了展望。     

环境刺激响应型高强度智能水凝胶研究进展

环境刺激响应型智能水凝胶能够对外界环境因素的变化产生显著的体积或其他特性的变化,且其性质和结构与生物组织类似,有望应用于人工软骨、人造肌肉、组织工程等领域,引起了广泛的关注。提高环境刺激响应型智能水凝胶的力学性能是智能水凝胶应用研究的重要方向之一。本文综述了近年来环境刺激响应型高强度智能水凝胶的研究进展,简述了高强度智能水凝胶的网络结构的构建策略与方法,分析了其具备高力学性能的机理,重点介绍了4类不同结构的高强度智能水凝胶,即超低交联结构水凝胶、纳米颗粒复合水凝胶、拓扑结构水凝胶以及双网络结构水凝胶,最后讨论了环境刺激响应型高强度智能水凝胶在面向应用的研究过程中仍然需要解决的关键科学问题,如智能水凝胶的环境刺激与力学性能的博弈效应以及响应环境刺激前后的力学性能差异等。     

具有快速响应特性的环境响应型智能水凝胶的研究进展

环境响应智能水凝胶应用于化学传感器、化学微阀、人造肌肉、药物控释载体、物质分离等领域时常常需要快速响应特性,提高智能水凝胶的响应速率成为了智能水凝胶研究领域的重要课题之一。本文主要综述了具有快速响应特性的环境响应智能水凝胶的构建策略与方法,重点介绍了3类具有不同结构的快速响应型智能水凝胶,即具有多孔结构的快速响应智能水凝胶、具有梳状结构的快速响应智能水凝胶以及具有微球复合结构的快速响应智能水凝胶。     

智能型高分子水凝胶合成的研究进展

高分子功能材料是现代高分子科学研究的热点,其中具有刺激响应性的高分子水凝胶材料在化学机械、人工肌肉、药物传递与释放、膜分离、化学阀等诸多领域具有广阔的应用前景而受到越来越多的重视。无论从学术价值还是应用价值,对这一领域的研究都有重要的意义。作为功能高分子材料之一,本文综述了常见的高分子水凝胶的制备方法,介绍了其应用和发展方向。     

磺化纤维素水凝胶电刺激响应行为的研究

以环氧氯丙烷为交联剂,制备了纤维素水凝胶,用浓硫酸对其进行磺酸改性,制备出一种磺化纤维素水凝胶,并研究了该凝胶的溶胀性能、电刺激响应行为。结果表明,该凝胶在NaCl溶液中其平衡溶胀率随NaCl离子强度的增大而减小。在NaCI溶液中于非接触直流电场作用下,凝胶向电场负极弯曲,弯曲速度和应变随外加电压的增加而增大,并随NaCl离子强度的增大于0.03mol／kg处出现最大值、在循环电场作用下,其电刺激响应行为具有良好的可逆性,     

响应性水凝胶光子晶体的研究进展

光子晶体是由2种以上具有不同介电常数的材料按照一定的周期顺序排列成的具有有序结构的材料。响应性水凝胶光子晶体是指在一定外界条件刺激下会发生体积上的变化,进而引起光子晶体的光子带隙改变的凝胶。响应性光子晶体可分为化学响应性、物理响应性和溶剂响应性及最近应用越来越广的分子印迹响应性光子晶体。近年来响应性光子晶体凝胶在传感器、临床检测、生物方面得到广泛应用。本文就响应性光子晶体的国内外研究现状进行综述,并对其未来发展趋势进行展望。     

智能水凝胶研究进展

作为一种智能高分子材料,智能水凝胶具有良好的应用前景,本文重点介绍了刺激响应型智能水凝胶、高强智能水凝胶及自愈合智能水凝胶的结构特征、性能特点及研究现状,并对智能水凝胶的未来发展进行了展望。     

刺激响应型过氧化氢凝胶的制备与性能

通过低温震荡方法制备了过氧化氢凝胶。研究了微米和纳米级颗粒状二氧化硅对过氧化氢的胶凝行为及其所形成凝胶的刺激响应性。用R／S软物质测定仪研究了某过氧化氢凝胶配方的触变性能。结果表明,二氧化硅的粒度与表面性质直接影响其胶凝能力,亲水性纳米二氧化硅比亲水性微米二氧化硅具有更好的胶凝能力,而疏水性微米和纳米二氧化硅不能胶凝过氧化氢。亲水性纳米二氧化硅的过氧化氢凝胶具有显著的温度／剪切双重刺激响应性,并随过氧化氢浓度的增加而增强。在实验的基础上,提出了凝胶形成和刺激触变的可能机理。实验发现,加入微量表面活性剂与氢氟酸,能够有效提高凝胶的稳定性。     

智能聚合物凝胶的研究进展

智能聚合物凝胶是一种包含大量溶剂但又不溶解的高分子或大分子聚集体,它们具有良好的溶胀性能和三维空间网络结构,又被称为"软材料",具有独特的物理化学性质。广泛应用于药物载体、生物传感、形状记忆材料等领域。本文综述近年来国内外开发的智能响应性凝胶,重点介绍响应性凝胶的结构特征和性能特点。并对响应性聚合物凝胶的发展进行展望。     

pH值对N-异丙基丙烯酰胺与甲基丙烯酸共聚形成微凝胶的影响

在pH值为4．0和7．0的水介质中分别采用乳液聚合法使N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和甲基丙烯酸（MAA）共聚,合成了具有温度／pH双重刺激响应性的P（NIPAM—CO—MAA）共聚微凝胶。傅立叶红外变换光谱、元素分析和电位滴定分析结果表明,在pH为4．0条件下合成的微凝胶中MAA单元含量偏高,微凝胶的粒径随着MAA用量的增加而增大,而pH为7．0时合成的微凝胶的粒径随着单体MAA用量的增加而减小。通过动态激光光散射测试P（NIPAM—CO—MAA）微凝胶的动力学直径随介质温度或pH值的变化关系发现,pH为4．0条件下合成的微凝胶具有更明显的pH刺激响应性,其温度刺激响应性受介质pH值的影响较大,表明MAA单元有可能更均匀地分布于微凝胶聚合物网络中。     

智能型高分子水凝胶在药物控释中的应用研究进展

智能型高分子水凝胶因为能感应到外界环境因素的变化,并且发出响应—凝胶的体积或其他性质发生显著变化,从而导致药物可在定点位置,定时、定量的释放,所以近年来受到普遍重视.本文综述了近年来智能型高分子水凝胶中温度敏感型、pH敏感型以及葡萄糖、电场、磁场、光、微波等敏感型水凝胶及其在药物控释中的应用,介绍了其控释作用机理及应用...     

双端三齿配体基La(Ⅲ)凝胶聚合物合成及性能研究

以1,6-二溴己烷和1,8-二溴辛烷与富含氮单体2,6-二苯并咪唑基-4-羟基吡啶反应制备双端三齿配体1,6-二-(2,6-(二苯并咪唑基)吡啶氧基)己烷和1,8-二-(2,6-(二苯并咪唑基)吡啶氧基)辛烷。两种配体分别与过渡金属离子La(Ⅲ)组装得到具有温度响应性和化学刺激响应的凝胶状聚合物,并具有一定的荧光效应。NMR表征表明成功的制备了单体及配体,应用TG、XRD对聚合物的性能进行测试。刺激响应性实验表明此凝胶聚合物对温度具有可逆的响应性,并对化学试剂甲酸具有化学刺激响应性。光学性能研究表明,在紫外线的照射下,聚合物具有明显的发光现象,最大发射峰都位于419 nm处。     

双端三齿配体基La(Ⅲ)凝胶聚合物合成及性能

以1,6-二溴己烷和1,8-二溴辛烷与富含氮单体2,6-二苯并咪唑基-4-羟基吡啶反应制备双端三齿配体1,6-二-[2,6-(二苯并咪唑基)吡啶氧基]己烷和1,8-二-[2,6-(二苯并咪唑基)吡啶氧基]辛烷。两种配体分别与过渡金属离子La(Ⅲ)组装得到具有温度响应性和化学刺激响应的凝胶聚合物,并具有一定的荧光效应。NMR表征表明,成功地制备了单体及配体,应用TG、XRD对聚合物的性能进行测试。刺激响应性实验表明,该凝胶聚合物对温度具有可逆的响应性,并对化学试剂甲酸具有化学刺激响应性。光学性能研究表明,在紫外线的照射下,聚合物具有明显的发光现象,最大发射峰都位于419 nm处。     

智能水凝胶在生物载药领域的研究进展

智能水凝胶是一类具有三维网络结构、膨胀性好、吸水性强、易保水、超仿生等特点的新型功能高分子材料。由于其合成过程中加入了具有特殊结构、基团的单体或者大分子原料,如聚丙烯酰胺(PNIPA)类大分子、酸/碱基团(如羧基和氨基)、丙烯酸、聚氨类、偶氮苯(As)、聚电解质(高分子链上有可以离子化的基团)等,因此智能水凝胶是能够根据环境的温度、酸度、电场、磁场等变化做出有规律的结构和体积调整,或者导致凝胶组成发生变化的新型智能生物化学水凝胶材料,具有较高的智能性和响应性。本文根据水凝胶对外界环境的刺激不同表现出不同的响应情况,将凝胶分为:温度敏感性水凝胶、pH敏感性水凝胶、光敏感性水凝胶、压力敏感性水凝胶、电场敏感性水凝胶等。近年来,随着人们对医用水凝胶和药物缓释研究的深入,具有环境敏感性和较好生物相容性的智能水凝胶成为临床上药物控释材料的首选。     

刺激响应型超分子凝胶的研究进展

近年来,超分子材料[1]的研究一直是科学研究界的热点话题之一,随着研究的深入,刺激响应型超分子凝胶[2]作为新型的智能超分子材料备受研究者的关注。超分子凝胶由于其具有三维网状结构,通过非共价键相互作用进行的小分子自组装,从而合成易于回收、符合绿色化学要求的新型智能材料。本文主要阐述了超分子凝胶在受到外界刺激情况下所引发的多种响应体系,说明它在医药、软材料制备[3]、识别传感器[4]以及催化[5]等领域的重要意义,并对刺激响应型超分子凝胶的未来发展进行展望。     

刺激-响应型水溶性聚合物的研究进展

对刺激响应型水溶性聚合物近年来的发展进行了综述。介绍了能够对 p H、温度、光、电解质、电场、分子、剪切等外界刺激做出响应的水溶性聚合物 /凝胶的结构特点、响应机理和研究现状