基于可见光一步法制备的多网络凝胶体系与应用探索

发布时间：2024-02-01 10:16

　　水凝胶作为一种新型的高分子材料,在生活中的各个方面都已经得到了应用,例如豆腐,隐形眼镜,化妆品和纸尿裤等。但是其脆弱的机械性能,使其的应用受到了限制,所以能够有效分散机械能并能承受较大应变的坚韧水凝胶在不同领域都有潜在的应用。然而大多数报道的制备策略是通过长时间的紫外线照射或在高温下加热,并且分多个步骤进行的,这使得水凝胶在生物领域和大规模的生产制造受到限制。离子交联的水凝胶能够简单的制备,但是其在复杂且恶劣的使用环境中非常容易受到破坏。本课题设计了一种可以在温和条件下一步制备坚韧水凝胶的策略,通过452 nm的蓝光照射,同时催化含双键单体的聚合、酚基的交联以及金属离子的释放,只需几十秒就完成韧性多网络水凝胶的制备;所制备的凝胶具有超过2000%的应变以及200k Pa的断裂强度,断裂能能够超过8000 J/m²;并且这种可见光照射法具有良好的生物相容性和普适性。通过多耗散机制设计的网络结构显著改善了水凝胶的机械性能,并在各种环境下保持了高韧性。这种可见光照射的方法与多种印刷技术的广泛兼容性使水凝胶可以应用到需要高分辨率图案/结构的应用或者技术中,可以通过掩膜法、...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 水凝胶的概述
    1.2 韧性凝胶的研究进展
        1.2.1 纳米复合水凝胶
        1.2.2 化学交联双网络水凝胶
        1.2.3 物理交联的韧性凝胶
        1.2.4 物理键-化学键交联的双网络凝胶
    1.3 本课题的研究意义及内容
        1.3.1 本课题的研究意义
        1.3.2 课题的研究内容
        1.3.3 本课题的主要创新点
第二章 可见光一步法的原理及凝胶制备
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验部分
        2.2.1 海藻酸钠的改性及接枝率的测定
        2.2.2 EDTA盐的合成及钙离子释放的测定
        2.2.3 聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的合成及蚕丝蛋白的提取
        2.2.4 不同种类凝胶的制备
        2.2.5 力学性质的测试
        2.2.6 光学流变的测试
        2.2.7 原位红外的测试
        2.2.8 细胞成活率实验
        2.2.9 凝胶的恢复及弹性的测试
        2.2.10 凝胶抗干扰的测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 海藻酸钠的接枝率
        2.3.2 凝胶的设计原理
        2.3.3 凝胶的形成机理
        2.3.4 凝胶的力学性质
    2.4 本章总结
第三章 可见光控制凝胶图案化及其应用
    3.1 实验仪器与试剂
    3.2 实验部分
        3.2.1 凝胶的图案化
        3.2.2 力学传感器的制备
        3.2.3 电致发光器件电子系统的制备
        3.2.4 器件的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 凝胶的图案化
        3.3.2 力学传感器的性质
        3.3.3 电容式传感器的性质
        3.3.4 电致发光器件电子系统的性质
    3.4 本章总结
结论与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3891956