智能型高分子水凝胶的应用研究现状

《智能型高分子水凝胶的应用研究现状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　崔亚丽(陕西师范大学化学系　西安710062)①16智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　崔亚丽(陕西师范大学化学系　西安710062)①16智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　崔亚丽(陕西师范大学化学系

2、　西安710062)①16智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　崔亚丽(陕西师范大学化学系　西安710062)①16智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　崔亚丽(陕西师范大学化学系　西安710062)①16智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　

3、崔亚丽(陕西师范大学化学系　西安710062)①16智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻等:智能型高分子水凝胶的应用研究现状智能型高分子水凝胶的应用研究现状房　喻②　胡道道　崔亚丽(陕西师范大学化学系　西安710062)①16提　要　介绍了智能型高分子和高分子水凝胶在分子器件、调光材料、生物医学等高新技术领域的应用研究现状。外部条件变化的消失而消失。正是基于智能型大分子的这种可控构象变化人们设计制作了各种截留分子量可调控分离膜。例如,Ito及其合作者[5,6]将末端带二硫键的聚(L-谷氨酸)接枝

4、到聚碳酸酯膜的孔道结构中,利用这种大分子在pH低时构象收缩,pH高时构象伸展调控膜的孔道大小。实验表明该膜对水的透过性依赖于溶液的pH,溶液离子强度的变化也会影响水的透过性,离子强度增大时,水的透过性对pH的依赖性降低。0　引言1996年,美国麻省理工学院(MIT)的物理学家ToyoichiTanaka因发现智能型水凝胶(IntelligentHydrogels或SmartHydrogels)而获当年探索者杂志新技术发现奖。所谓智能型水凝胶是指对外来刺激具有可逆响应性、在水中可以溶胀的凝胶。由于这

5、类材料对外来刺激的可逆响应性使其在分子器件,调光材料,生物活性物质的温和、高效分离,酶和细胞的智能固定化以及药物可控释放等高新技术领域有广泛应用。基于这样的认识,1992年美国著名风险投资商GeorgeWMcKinney与Tanaka合作创办了GelSciences公司,致力于智能型水凝胶的工业应用开发。两年后,McKinney联合另一位风险投资商EyalSRon创建了由GelSciences控股的GelMed公司,该公司致力于智能型水凝胶的生物医学应用开发。由于在随后的几年里GelMed的业务发

6、展较之前者更快,因此两公司又合并为GelSciences/GelMed公司,以集中力量推进智能型水凝胶的生物医学应用。智能型水凝胶的合成和应用研究涉及学科众多,具有显著的多学科交叉特点,是当今最具挑战的高新技术研究前沿领域之一。关于智能型水凝胶的合成和性能研究已有多篇综www.wenku1.com述发表,本文重点介绍智能型水凝胶及与之密切相关的智能型大分子在高新技术领域的应用研究现状。[1-4](a)(b)图1　(a)丙烯酰脯氨酸(b)双烯丙基碳酸二甘醇酯的分子结构基于智能型水凝胶的可控溶胀收缩,

7、Yoshida等[7]设计制作了一种温控化学阀,他们将丙烯酰脯氨酸甲酯(图1(a))与双烯丙基碳酸二甘醇酯(图1(b))按6∶4摩尔比共聚,得到聚合物膜,然后将此膜在NaOH溶液中用离子束技术蚀刻得到多孔膜。显微观察发现膜孔道在0℃时完全关闭,30℃16时完全开放。Osada等将丙烯酸与丙烯酸正硬酯酰醇酯共聚得到了一种具有形状记忆功能的温敏水凝胶。这种材料的形状记忆本质在于长链硬脂酰侧链的有序、无序可逆变化。基于这种材料他们设计制作了另一种温控化学阀。利用聚电解质水凝胶的电致收缩性质,Osada等

8、[9]将多孔性聚电解质凝胶膜的边缘固定,在膜的上下分别连接电极。因电致收缩和膜边缘固定,施加电场时,膜孔径增大,撤去电场后,膜重新溶胀,由此可以控制膜的开、关或孔径[8]1　化学膜和化学阀大分子在溶液中的构象除了取决于大分子自身的结构本性外,还与大分子与大分子、大分子与溶剂之间的相互作用以及大分子溶液所处的外部环境条件有关。对智能型大分子而言,其构象会因外部某种条件的微小变化而发生突变,而且这种变化可因①国家自然科学基金(29973024),陕西省自然科学基金(99H13)及教育部