水凝胶是一种高含水量,柔韧性,良好的机械强度和回弹性的三维网络结构聚合物。近年来,多功能(如自修复、自粘附、形状记忆和响应等)水凝胶已在很多领域被广泛的应用。尤其是粘附水凝胶在药物载体、抗菌材料和可穿戴式应变传感器等领域上的研究吸引了大量科研者的关注。粘附水凝胶可以在众多材料的表面上粘附且无需额外的粘结剂辅助即可保证在其使用过程中的安全和稳定性。自粘附凝胶可与材料界面很好的粘附,在用作水凝胶基应变传感器时可确保检测信号的稳定和准确性。因此,制备具有粘附性能的多功能水凝胶对于凝胶基应变传感器领域具有一定的应用价值。酚类材料因其在油墨,木器涂料和皮革鞣制中的应用而广为人知。然而,最近人们对用酚类构建的多功能先进材料(水凝胶)产生了新的兴趣。酚类具有金属螯合,氢键,pH响应性和氧化还原电势等固有特性,使它们成为合成功能材料的独特结构单元。由酚类化合物制备的材料通常具有许多有用的特性,从催化到生物医学的各种应用中均具有重要的应用价值。同时,酚类(如多巴胺、焦倍酸和单宁酸等)上的酚羟基可以与不同材料之间发生相互作用(如氢键、配位作用、阳离子-π、π-π堆积等)。例如多巴胺可以粘附在无机(玻璃)和有机(皮肤)在内的各种表面上。此外,邻苯二酚基团还可在无机表面上形成高强度可逆的配位相互作用,而氧化的邻苯醌基团能够通过共价交联粘附到有机表面等。因此,本论文基于酚类的粘附机理,制备了两种具有粘附性能的水凝胶,具体工作内容如下:1)采用多巴胺接枝透明质酸(HAC)、丙烯酰胺和四硼酸钠等制备了一种具有粘附、自愈合和导电性能的多功能水凝胶(HAC-B-PAM)。HAC可以与PAM凝胶网络通过氢键和共价键作用达到平衡,赋予水凝胶很好的自修复性能。同时,由于凝胶网络中存在着大量的儿茶酚基团赋予了水凝胶优异的粘附性能,其可粘附在不同材料的表面(如聚四氟乙烯,铜箔和玻璃等)。此外,Na~+离子赋予凝胶的离子电导性,可作为应变传感器对人体肢体的运动进行检测。这种基于贻贝启发的粘附水凝胶基应变传感器有望应用于实际。2)考虑到普通的粘附水凝胶均是采用水基的,在实际的应用中对环境极其敏感,在低温或者高温、室温长期放置都会产生严重的脱水,使其性能大幅度降低甚至无法正常使用。本章采用甘油水溶液代替纯水,并根据酚羟基的粘附机理,选用拥有丰富酚羟基的小分子-焦倍酸(PG)与丙烯酰胺和(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵(ATC)混合制备保湿抗冻粘附水凝胶。该凝胶网络中的甘油可与水可与形成大量的氢键将水分子锁在凝胶网络中,使得所制备的水凝胶具有优异的保湿抗冻性能。同时,PG上的酚羟基为凝胶带来了更加优异的粘附性能。该材料有望应用于极端环境下的电子传感器、智能驱动器等领域。