自修復智慧型水凝膠的分子設計及機理分析

《自修復智慧型水凝膠的分子設計及機理分析》是依託中國科學技術大學，由楊海洋擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：自修復智慧型水凝膠的分子設計及機理分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊海洋
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

製備綠色環保、具有良好生物相容性並能對光、熱、pH、酶等外界刺激產生回響的智慧型型水凝膠是當今科學研究的熱點，將自修復性能引入到智慧型型水凝膠設計之中是非常值得探索的新領域。本項目旨在發展一種製備自修復智慧型型水凝膠的分子設計方法，其具體思路是將經過設計的、自降解時具有多米洛骨牌效應的高分子包埋在智慧型型水凝膠中，利用該高分子在受到特定外部刺激時逐步降解釋放出尾部的攜帶基質，與受到同樣刺激導致水凝膠受到損傷時釋放出的物質，進行化學反應和重組，從而對水凝膠局部結構的損傷進行自修復。本項目設計的創新之處是把導致凝膠產生損傷的外部刺激，轉換為水凝膠產生自修復的內在驅動力，只要精確設計，這種刺激可以是應力、酶、pH﹑溫度、光﹑超聲等任何一種，從而獲得真正意義上的能夠在複雜環境和生物體內實際套用的自修復智慧型型水凝膠。

結題摘要

製備綠色環保、具有良好生物相容性並能對光、熱、pH、酶等外界刺激產生回響的智慧型型水凝膠是當今科學研究的熱點，將自修復性能引入到智慧型型水凝膠設計之中是非常值得探索的新領域。本項目通過各種不同相互作用的引入及巧妙而精確的分子設計，如引入高分子與表面活性劑、環糊精、納米粘土和金屬離子等之間相互作用，或者將功能性單體如兩性離子單體，溫敏單體、疏水單體和具有動態共價鍵或氫鍵相互作用單體引入到高分子設計中，或者藉助於特殊的實驗手段如原位聚合或者包埋技術，製備了一系列對光、熱、pH、酶等外界刺激產生回響的自修復智慧型水凝膠。與此同時我們還特別注意將一些特殊性質如高強度、熱塑性、多重刺激回響性、二氧化碳回響性、可注射性和形狀記憶特性引入到自修復智慧型水凝膠設計之中，為自修復智慧型水凝膠在複雜環境和生物體內實際套用奠定了基礎。