摘要
水凝胶是一种富含水的三维网络结构，在组织工程、电子皮肤、可穿戴传感设备等领域发挥着重要的作用。但是，传统的水凝胶体系复杂、强度较低并且功能单一，这些缺点严重阻碍了水凝胶的发展及应用。因此，制备工艺简单、性能可调以及多功能性的水凝胶材料一直是研究热点之一。 本论文利用一种广泛存在于植物中的小分子化合物植酸(PA)及其衍生物植酸钠(PANa)、硼砂(Borax)以及生物相容性的聚乙烯醇(PVA)为主要原料制备了两种具有不同结构和功能的水凝胶材料，这为水凝胶在不同领域的应用提供了新的思路。 利用聚乙烯醇分子链上C-OH和植酸钠分子上P=O之间的强氢键作用以及植酸钠和铜离子之间的配位作用制备了高强度、高韧性、高灵敏度和具有光热转化能力的水凝胶(Cu(Ⅱ)-PVA/PANa水凝胶）。由于较高的交联密度，该水凝胶比传统水凝胶的强度和韧性更高，同时由于Cu2+增强了水凝胶的光热转化能力，因此基于以上性质，Cu(Ⅱ)-PVA/PANa水凝胶有望用于可穿戴传感设备及光热诊疗设备。 通过简单地将聚乙烯醇、植酸和硼砂共混，利用聚乙烯醇和硼砂的硼酸酯键以及与植酸的氢键作用，制备了PVA-PA-B类“橡皮泥”的导电水凝胶。基于水凝胶的多羟基体系和硼酸酯键的动态性，所制备的水凝胶具有极其优异的自修复、剪切变稀性质、粘附性以及刺激响应性能。基于其良好的粘附性和导电性，可以将其组装成可穿戴传感设备，直接贴附进行人体行为和健康状态监测;基于其剪切变稀以及自修复性能，该水凝胶可应用于书写电路;基于其pH和糖响应行为，该水凝胶有望用于远程开关。
NETL