摘要
水凝胶具有亲水的三维网络结构。智能水凝胶可以在外界刺激下改变其体积或是凝胶状态等，它目前已广泛应用于柔性智能器件、药物释放、软组织等领域，因此它是当今研究的热点。运用传统化学方法制备的水凝胶需要用到交联剂和引发剂，它们一般会污染环境。本论文运用γ射线辐照技术（无需添加交联剂、引发剂）制备了壳聚糖(CS)/琼脂(Agar)/聚N-异丙基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺[P(NIPAM-co-AM)]复合双层水凝胶和CS/Agar/蒙脱土(MMT)/PNIPAM复合双层水凝胶，对它们进行了材料的表征和性能的测试，并探索了它们作为柔性驱动器的实际应用。 主要的研究内容如下： (1)通过γ射线辐照交联的方法制备了PNIPAM和P(NIPAM-co-AM)水凝胶，并探究了AM的添加量和辐照剂量对P(NIPAM-co-AM)水凝胶的溶胀性能和温敏性能的影响。探讨了这些因素的变化对于水凝胶的变化趋势。对接下来的实验起探索作用。 (2)首先将壳聚糖溶解于乙酸水溶液中制成壳聚糖溶液，然后与Agar/NIPAM/AM溶液充分混合，制成均一溶液之后置于γ射线下辐照交联，最终成功制备出CS/Agar/P(NIPAM-co-AM)双层复合水凝胶，并对其微观结构、力学性能、温敏性能、循环弯曲、抑菌性能进行了一系列的测试分析。对最佳配比进行了探讨。经过探究，此双层水凝胶的温度敏感层的相转变温度为38℃左右，而另一层则具有更高温度的相转变温度，这使得制备的双层水凝胶能够在热水中进行弯曲等形状转变。其具有循环可逆弯曲的稳定性以及良好的抑菌性能，放入热水中可以实现自主的移动以及实现其作为抓手的应用。今后有望应用于柔性机器人及柔性抓手。 (3)采用蒙脱土作为原料，使其均匀分散于水中，使之与CS/Agar/PNIPAM混合水溶液混合均匀，通过γ射线辐照，成功制备了CS/Agar/MMT/PNIPAM双层水凝胶。并对其微观形貌解结构、力学性能、温敏性能、循环弯曲等性能进行了一系列的测试分析。根据力学性能，选取了MMT的最佳含量。经过探究，添加MMT会提升水凝胶的力学性能，并且不会影响水凝胶的温敏性能。所制作的双层水凝胶能够在热水中产生弯曲的行为并且常温水中能够恢复，并且具有循环可逆弯曲行为，将其做成抓手，可以在水中作为抓手应用。
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