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基金项目:科技部国际合作项目(10-19B);辽宁省教育厅科学基金项目(202213109)资助项目作者简介:马驰(1979-),男(满族),辽宁沈阳人,助教,硕士,主要从事智能凝胶研究,E -mail:lg _365@收稿日期:2006-12-20综述与进展新型高强度智能水凝胶的研究进展马 驰1,陈尔凡1,T Vladlkova 2,张 东1,于 洋1(11沈阳化工学院,辽宁沈阳 110142;21索非亚化学冶金技术大学,保加利亚索非亚)摘 要:智能型水凝胶是一类具有广泛应用前景的功能高分子材料,但是由于智能水凝胶的机械强度较低,很大程度上限制了其应用,为此近年来许多科学家围绕这一课题开展了大量的研究工作。
综述了3种具有不同增强机理的高强度智能水凝胶的研究进展。
关键词:水凝胶;高强度;机械性能;交联结构中图分类号:T Q 32318 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2007)03-0012-04水凝胶是溶胀有大量水分的聚合物网络。
对于水凝胶来说,其含水量通常是其自身重量的50%以上,而且对于不同的可溶性分子,水凝胶具有不同的溶胀度。
但是由于水凝胶的机械强度很低,使得其应用受到很大的限制。
近年来,3种具有较好机械性能的新型水凝胶被研制出来,它们是:拓扑结构凝胶(Topological gel T G),纳米结构凝胶(Nanocom -posite gel NC)和互穿网络凝胶(Double network gel DN)[7]。
本文将主要介绍这3种高强度水凝胶的研究进展情况,并讨论其结构与机械性能之间的关系。
1 拓扑结构凝胶如图1所示,拓扑结构凝胶具有8型交联环,并且这种交联可以沿高分子链自由滑动。
聚轮烷凝胶就是拓扑结构凝胶的典型例子。
这种聚轮烷是由聚乙烯醇和与其相联的A 环糊精以及A 环糊精的大端图1 拓扑结构凝胶结构示意图基所组成的,在聚轮烷的水溶液中A 环糊精是以化学交联的方式存在的。
智能纳米水凝胶的刺激响应性研究进展陆晨;查刘生【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2012(025)002【摘要】Intelligent nano hydrogels have so many potential application prospects in drug delivery field such as controlled release, medical diagnosis, biosensor, microreactor, catalyst carrier, etc. By combining the research results of the authors＇ group, the research progresses in temperature stimulus responsive, pH stimulus responsive, light stimulus responsive, magnetic field stimulus responsive, molecule recognition stimulus responsive and multi-stimuli responsive nano hydrogels are introduced. Opinions on the existing drawbacks and development tendency of these intelligent nano hydrogels are proposed.%智能纳米水凝胶在药物输送与可控释放、医学诊断、生物传感器、微反应器、催化剂载体等方面有良好的应用前景。
结合本课题组近年来的研究成果，分别介绍了具有温度刺激响应性、pH刺激响应性、光刺激响应性、磁场刺激响应性、分子识别刺激响应性和多重刺激响应性智能纳米水凝胶的研究进展。
另外，对这几种智能纳米水凝胶目前存在的问题和今后的发展方向提出了一些粗浅的看法。
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》篇一摘要：本文研究了智能纳米复合导电水凝胶的设计方法，以及其在医用柔性电子设备中的应用。
通过制备具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的水凝胶材料，成功应用于多种生物医疗场景，如肌肉电刺激、神经信号检测和药物控制释放等。
一、引言随着科技的进步，柔性电子设备逐渐成为各领域研究的热点。
其中，智能纳米复合导电水凝胶因其独特的物理和化学性质，在生物医疗领域具有巨大的应用潜力。
本文将探讨此类水凝胶的设计方法及其在医用柔性电子设备中的应用。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计1. 材料选择与制备设计智能纳米复合导电水凝胶首先需要选择合适的基体材料和导电材料。
通常，水凝胶由聚合物、溶剂和水等组成，其骨架通过共价或非共价方式结合。
而导电材料如碳纳米管、金属纳米粒子等则被均匀地分散在水凝胶中，以提高其导电性能。
2. 纳米复合技术采用纳米复合技术，将导电材料与水凝胶基体进行复合。
通过控制纳米粒子的尺寸、形状和分布，实现水凝胶的高导电性和良好的柔韧性。
此外，纳米技术还可以增强水凝胶的生物相容性，使其能够适应复杂的生物环境。
三、智能纳米复合导电水凝胶的性能研究1. 物理性质本研究所制备的智能纳米复合导电水凝胶具有高柔韧性、良好的抗拉强度和优异的抗疲劳性能。
其结构能够适应各种弯曲和扭曲的形状变化，为在柔性电子设备中的应用提供了可能。
2. 化学性质该水凝胶具有良好的生物相容性，对生物体无毒无害。
同时，其表面带有丰富的活性基团，可与其他生物分子进行反应，为生物医疗应用提供了便利。
3. 导电性能通过纳米复合技术，水凝胶的导电性能得到了显著提高。
在一定的压力下，其电导率能够满足实际使用需求，适用于多种电信号的传输和控制。
四、在医用柔性电子设备中的应用1. 肌肉电刺激利用智能纳米复合导电水凝胶的高柔韧性和导电性，可将其应用于肌肉电刺激治疗中。
通过将电极与水凝胶结合，实现无创、无痛的电刺激治疗，有效改善肌肉功能。
基于电场敏感的智能水凝胶研究进展作者：孟鑫刘勇王富平刘澜陈忠敏来源：《新材料产业》2017年第12期一、前言水凝胶以水为分散介质，具有一定的含水量和灵活性[1]。
在外界环境下受到如温度[2]、酸碱度（pH值）[3]、磁场[4]、电[5]、光[6]、力的某种刺激时，能够发生自身形态可逆变化的水凝胶称为智能水凝胶。
由于智能水凝胶在外部刺激时会发生突跃式变化，即体积相转变，因此在灵敏传感领域具有广阔的应用前景[7]。
与其他刺激因素相比，电场刺激操作简单且易调控，所以具有电场敏感性的智能水凝胶相比于其他类型水凝胶具有较大的优势。
在电场作用下，电场敏感型水凝胶产生收缩变形，将电能转化为机械能。
这种功能使得电敏水凝胶可以应用在仿生驱动器、药物缓释以及人工肌肉等领域。
本文介绍了近几年来电场敏感水凝胶的制备原料与方法、电场敏感水凝胶响应机理以及其在人工肌肉、药物缓释等方面的应用。
二、电场敏感性水凝胶制备电场敏感性水凝胶是由聚电解质物质构成，网络中具备可离子化的基团是凝胶材料具有电敏反应的重要条件[8]，分子链上具有离子基团的合成高分子或天然高分子通常可以通过共聚或共混形成电场敏感性水凝胶[9]。
根据材料来源的不同，电敏水凝胶可分为2类：一类是合成高分子材料为基材的水凝胶；另一类是天然高分子材料作为基材的水凝胶。
1.基于合成高分子的电敏水凝胶1965年，Hamlen等[10]发现制备的离子化聚乙烯醇（PVA）水凝胶在电场刺激下发生了变形，这是最早关于电敏水凝胶的报道。
后来，研究学者们对各种类型的合成高分子电敏水凝胶进行了制备并对它们在电场中的敏感行为进行了研究。
常见的聚电解质高分子材料为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸类和碳纳米管类。
（1）聚丙烯酰胺类电场敏感水凝胶丙烯酰胺（AM）为非离子型单体，含有亲水的酰胺键，其聚合活性比较高[11]。
最早在1982年，Tanaka等[12]发现制备的聚丙烯酰胺凝胶在丙酮/水（1∶1体积比）的混合溶液中接触电场后，凝胶材料靠近电场阳极的那一端发生不连续的体积变化，因此他们认为聚丙烯酰胺是聚电解质物质，可以构成电敏水凝胶。
智能水凝胶的最新研究进展作者：冯亚莉来源：《科教导刊·电子版》2017年第06期摘要本文主要对智能水凝胶的分类和制备方法进行了简单介绍，并概述了智能水凝胶在药物控释、酶的固定、生物支架材料以及农林业等方面的应用。
关键词智能水凝胶分类制备方法应用中图分类号：O648 文献标识码：A水凝胶是一类具有三维网络结构的亲水性高分子材料，能够在水中显著溶胀但不溶解。
根据对外界刺激的响应情况，水凝胶主要分为传统水凝胶和智能水凝胶。
其中智能水凝胶在药物控释、酶的固定和生物工程材料等众多领域均有广泛的应用。
1智能水凝胶的分类根据对外界环境刺激的响应程度，智能水凝胶通常分为温敏型水凝胶、pH敏感型水凝胶、光敏型水凝胶、电敏型水凝胶以及多重敏感型水凝胶等。
1.1温敏型水凝胶温敏型水凝胶的溶胀性会随外界环境温度的改变而改变。
传统温敏型水凝胶多采用丙烯酰胺为原料，具有一定的毒性且不易降解。
现在更多采用的是具有生物相容性、可降解性的壳聚糖、纤维素和海藻酸钠等天然高分子材料来进行制备。
Scherman等制备的温敏型水凝胶具有可逆性，因此表现出了动态的温度响应特性。
1.2 pH敏感型水凝胶pH敏感型水凝胶的溶胀性会随外界环境pH值的改变而改变。
pH敏感型水凝胶中含有大量易水解或质子化的酸、碱基团，如羧基和氨基，这些基团的解离易受外界环境pH值的影响。
pH敏感型水凝胶一般分为阴离子型pH敏感水凝胶、阳离子型pH敏感水凝胶和两性离子型pH敏感水凝胶。
Kang等利用链转移自由基聚合反应制备了具有pH和温度双重敏感性的智能水凝胶。
1.3光敏型水凝胶当受到光刺激后，光敏型水凝胶的溶胀性会发生显著的改变。
一般地，在胶体的制备过程中，引入对光敏感的基团或是发色基团，制得的水凝胶即具有光敏性。
例如Jiang等制备了具有光响应性的准轮烷水凝胶，这种制备方法为准轮烷系统的应用提供了一个崭新的研究平台。
1.4电敏型水凝胶电敏型水凝胶的溶胀性会随外加直流电场的改变而改变。
智能水凝胶的发展与应用【摘要】智能水凝胶是一类对外界环境微小的物理和化学刺激，如温度、压力、pH值、光、电场、离子强度、化学物质等能产生敏感响应的交联聚合物。
本文重点阐述智能水凝胶在服饰中的实践教学与应用研究，增强服饰的功能性，创造市场价值。
【关键词】智能水凝胶；服饰；应用；研究；环境响应1.智能水凝胶概述随着社会发展的不断进步及人们生活水平的逐渐提高，人们对服饰的要求也不仅仅局限于遮体、保暖、美观性的要求，更希望纺织品更具功能性和智能性。
因此，智能纺织品应运而生。
它基于仿生学概念，模拟生命系统，对环境或环境因素的刺激有感知并能做出响应，同时保留了纺织材料、纺织品的风格和技术性能。
称之为“智能”，是因为它具有思考甚至有恢复原始状态的记忆功能。
本次研究主要研究智能水凝胶在服饰中的应用与研究，是服饰更具功能性及智能性。
1.1温度敏感型智能水凝胶温敏性水凝胶的吸水量在某一温度（即相转变温度）有突发性变化，有低温收缩型和高温收缩型2种类型，另外一类凝胶随着外界温度的变化颜色发生变化。
聚（N，N.二甲基丙烯酰胺-c-丙烯酰胺-c-甲基丙烯酸丁酯）与聚丙烯酸形成的互穿网络结构的水凝胶属低温收缩型，聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）凝胶则是典型的高温收缩水凝胶，近年来与之相关的研究已有很多。
PNIPAAm 水凝胶同时具有亲水性和疏水性结构，相转变温度大约为32℃.与人体温度接近。
且其溶胀一退溶胀变化显著。
1.2压力敏感型智能水凝胶水凝胶的压力敏感性最早是由Marchetti 通过理论计算提出来的，其计算结果表明，凝胶在低压下出现塌陷，在高压下出现膨胀。
最近钟兴等人研究了压力对聚N-正丙基丙烯酰胺（PNIPA）、聚N，N-二乙基丙烯酰胺（PNDEA）及PNIPAAM这3种凝胶溶胀性的影响，认为3种凝胶之所以表现出明显的压敏性，首先是因为它们具有温敏性，另外还因为其相转变温度随压力而有所升高。
所以，当温度不变时，如果常压下处于收缩状态的凝胶因为压力的增加而使其所处温度低于相转变温度的话，凝胶将发生大幅度的溶胀。
水凝胶研究进展综述
以下是关于水凝胶研究的一些综述性的进展：
水凝胶是一类高度吸水性的材料，其网络结构能够保持大量的水分，并且可以在不失去结构稳定性的情况下释放水分。
这使得水凝胶在许多领域，包括生物医学、药物传递、生物传感、柔性电子学、农业等方面都有着广泛的应用。
以下是一些水凝胶研究领域的进展：
1.合成方法：
•不断有新的合成方法被提出，以实现对水凝胶结构和性质的精确控制。
这包括自组装方法、模板法、交联聚合法等。
2.生物医学应用：
•水凝胶在生物医学领域的应用备受关注。
例如，水凝胶可以用于药物传递、组织工程、创伤敷料、生物传感器等方
面。
其生物相容性和可调节的物理化学性质使得其在医学
领域有着广泛的潜力。
3.柔性电子学：
•水凝胶因其柔软、透明、高吸水性等特性，在柔性电子学领域也得到了广泛关注。
例如，可在水凝胶基底上制备柔
性传感器、可穿戴电子设备等。
4.环境应用：
•在环境保护和农业领域，水凝胶也发挥着作用。
其可以用于水资源的调控、土壤保湿、植物生长的改良等。
5.智能响应性：
•研究者们通过引入响应性物质，使得水凝胶可以对外界刺激（如温度、pH、光照等）做出智能响应。
这为一些可控
释放和刺激响应性的应用提供了新的可能性。
这些领域的研究取得了显著的进展，不断有新的水凝胶材料、结构设计和应用方法涌现。
在不同学科领域的交叉合作下，水凝胶将有望在更多领域发挥其优越性能。
需要注意的是，研究进展可能会随着时间的推移而有所更新，因此建议查阅最新的文献和综述以获取最新信息。
