结构色水凝胶与粘性水凝胶的制备与应用研究

发布时间：2024-05-11 10:21

　　水凝胶作为一种刺激-响应性智能软物质材料,在组织工程和驱动器等领域具有巨大的应用前景。但在实际应用中需要水凝胶多种功能性的结合,而通常情况下水凝胶往往只具有单一功能,难以满足实际应用的需求。因此,本工作的主要思路是将温敏性、粘性以及自修复等功能引入水凝胶中赋予水凝胶多功能性。我们首先在结构色水凝胶中引入温敏性组分,通过调节第二重网络的交联密度,制备出具有一过性变色行为的温度与力学双重响应性的结构色水凝胶;其次,以物理交联粘性水凝胶为电解质、多壁碳纳米管(MWCNT)为电极制备出具有自修复特性的水凝胶超级电容器;最后,将粘性组分引入到形状记忆水凝胶中,制备了可通过粘性自动捕获物体的形状记忆驱动器。本工作的主要内容和结果如下:1.将聚十二烷基衣康酸甘油酯/聚丙烯酰胺(PDGI/PAAm)水凝胶与聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)温敏性组分结合,通过调节第二重温敏性网络的交联密度,可以得到具有不同温敏特性的PDGI/PAAm-PNIPAm双网络水凝胶,开发了具有一过性变色行为的结构色水凝胶,并利用变温紫外-可见光光谱讨论了凝胶在升温过程中透明度转变情况。这种将力学变色与温度变色相结合的结构...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2（a）胶体晶体模板法制备反蛋白石结构水凝胶示意图及（b）水凝胶对pH和Hg2+的响应机制[43]

第一章绪论3还有一种方法是胶体晶体模板法，即将水凝胶填充到组装好的模板的间隙中，然后移除模板获得反蛋白石水凝胶（inverseopalhydrogels，IOHs）。胶体晶体模板法为制备IOHs提供了一种简单、廉价的方法。反蛋白石结构由模板化的单分散球形粒子通过离心、沉降、垂直沉....

图1-3PDGI/PAAm结构色水凝胶的制备及不同浓度DGI制备的凝胶[47]

华南理工大学硕士学位论文4除了无机纳米粒子的自组装之外，还可以通过两亲分子自组装形成双层膜来制备具有层状结构的结构色水凝胶。基于长程有序的周期性层状结构，Haque等人开发出了一种韧性的光子水凝胶。如图1-3所示，在离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的存在下，十二烷基衣康酸甘....

图1-4PDGI/PAAm-PAAc凝胶的热、pH和机械三重响应变色行为的结合[49]

第一章绪论5网络进入PDGI/PAAm的PAAm层使凝胶形成互穿的PAAm-PAAc软层。具体方式是将本体凝胶浸入含有交联剂和光引发剂的丙烯酸（AAc）水溶液中，然后UV光固化形成互穿网络结构，生成的凝胶称为PDGI/PAAm-PAAc。PDGI硬层保留在PAAm-PAAc软层中....

图1-5用于柔性超级电容器的交联PVA基水凝胶电解质[56]

华南理工大学硕士学位论文8除了化学交联的PVA外，还报道了其他可作为合适电解质材料的水凝胶[58-60]。对于柔性可穿戴设备而言，离子电导率和柔性是两个考虑的重点因素。与交联PVA凝胶电解质相比，由室温熔融有机阳离子和阴离子组成的离子液体（IonicLiquids，ILs）的聚合....

本文编号：3969823