酪蛋白基导电水凝胶的制备及其应用

发布时间：2021-10-31 17:50

　　水凝胶是一种三维交联的多孔聚合物并含有大量水分,因为其具有与人体器官很高的相似性而被广泛的应用于生物、医学等各种领域。其中,导电水凝胶结合导电性和柔软性,具有类似于人体肌肤的感觉功能。过去的几十年里,水凝胶在柔性可穿戴设备、生物传感器和人造皮肤等很多领域受到了广泛关注。但是,大多数导电水凝胶都不具有粘性,这极大的限制了对微小应变的精准监测。因此制备具有自粘性的导电水凝胶对于水凝胶柔性传感的发展具有重要的意义。在本论文中,我们提出酪蛋白酸钠增粘策略,将酪蛋白酸钠引入到共价键交联的聚丙烯酰胺水凝胶体系中,制备出具有粘性、韧性的酪蛋白基导电水凝胶。其中聚丙烯酰胺网络和酪蛋白酸钠网络间可以形成互穿网络,使该水凝胶在外力作用下能够耗散更多的能量,进而使水凝胶的机械性能有很大的提升。另外,由于酪蛋白酸钠含有氨基和羧基,该水凝胶能够对各种材料如钛、木头、塑料、玻璃、橡胶和皮肤等产生强的粘结作用。其中,该水凝胶对钛的粘结强度最大,可以达到369.2 N/m。且由于钠离子的存在,使该水凝胶不需要引入额外的导电材料也具有良好的导电性能（电导率0.0872 S/cm）。该水凝胶传感器能够对不同的应变进行响应... 

【文章来源】：长春工业大学吉林省

【文章页数】：40 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三种凝胶的宏观图:（a）水凝胶做成眼镜样式；（b）气凝胶；（c）固凝胶（烟水晶）

级电容器，其中增塑剂为吸收水分之后的聚（3，4-乙基二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸盐）/聚（乙烯醇）/聚（甲基丙烯酸）（PEDOT:PSS/PVA/PMAA）导电水凝胶，电解质是PVA/PMAA/H3PO4，集电器和电极材料使用PEDOT:PSS，讨论该超级电容器性能好坏是通过改变PEDOT:PSS的组成。该超级电容器最大电容为7.38mFcm-2是在10mV/s达到的；通过2000次的充放电循环测试，电容保持率在电流密度为10mAcm-1时是82%。尤为重要的一点是，该电容器可以100%的应变还不影响电化学性能，并且可以拉伸1000倍仍能保持良好的电化学性能，拉伸应变为30%。图1-2超级电容器结构图

选择合适的粘结剂，粘结剂不仅维持电子的完整性也维持电极的机械完整性。一般的粘合剂在合金化等过程中容易体积膨胀，降低了电池的效率。也有人制作了一种导电水凝胶以丙烯酸为聚合单体，通过化学交联形成带有三维网状结构的凝胶，之后再通过原位聚合将聚苯胺穿插于三维网状结构里，该导电水凝胶是为了克服粘结剂的体积膨胀和提高提高电池的存储能力。并且该导电水凝胶具有优异的粘性、弹性、导电性和机械性能，该导电水凝胶作为凝结剂可以形成稳定的固体电解质膜，并且可以保持电通路和适应体积膨胀，具有很好的稳定性。图1-3锂离子电池工作原理1.4.2导电水凝胶在药物的可控制释放中的应用随着对药物控制体系的不断研究[67]，为了有效解决临床治疗过程中的问题，我们选择导电水凝胶作为药物释放基体，通过改变电尝温度、酸碱度、光线等不同情况下的刺激响应从而得到药物的缓慢和靶向释放[68]。Sood[69]等通过快速接枝共聚法制备了羧甲基纤维素/聚（乳酸-衣康酸）水晶胶，其中交联剂是N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA），引发剂为过硫酸钾。制作该水凝胶为了研究它对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性，结果显示水凝胶革兰氏阴性大肠杆菌的效果小于革兰氏阳性金黄色葡萄球菌。并且之后还研究了pH值和时间是否对阿西莫林药物在水凝胶中的可控制释放有影响，结果表明，药物释放率最大可达到98%条件是pH值为2.2时间为7小时后。Gao[70]等人制备了木聚糖温度/pH敏感性水凝胶，该水凝胶是把丙烯酸（AA）和木聚糖与N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）交联共聚，共聚过程中需要照射紫外光。通过该水凝胶研究了乙酰水杨酸作为药物模型使用在药物递送系统中。结果表明，

【参考文献】：
期刊论文
[1]水凝胶修饰生物兼容性电极[J]. 林德盟,车剑飞.  化学进展. 2010(06)
[2]水溶性导电高分子聚噻吩及其水凝胶的掺杂行为研究[J]. 陈莉,龚剑萍,长田义仁.  功能高分子学报. 2001(04)

博士论文
[1]聚噻吩基导电水凝胶研制及其在心肌组织工程中的应用研究[D]. 杨伯光.天津大学 2016

硕士论文
[1]聚电解质/疏水缔合导电水凝胶的研究[D]. 罗光彦.浙江理工大学 2017



本文编号：3468584