海洋贻贝可以通过足丝粘附在许多有机或者无机材料上,这种特殊的生物粘附系统具有很高的硬度、弹性、防水性、抵抗损伤和自我修复的功能,其主要成分是富含邻苯二酚结构的粘附蛋白,研究表明邻苯二酚基团在贻贝粘附蛋白的交联、粘附过程中发挥着重要作用。水凝胶是一种可以在水中溶胀,具有3D网状交联结构的软材料,被广泛应用在表面涂层、组织工程、药物传输系统中。由于贻贝粘附系统的优良特性,受它启发的仿生水凝胶越来越受到人们的重视。本课题以邻苯二酚修饰过的壳聚糖(CCS)为研究对象,利用邻苯二酚基团特殊的化学性质,例如易被氧化成醌,易与某些金属离子相互作用,以及易与同氨基或巯基进行亲核反应的化学特性,分别制备了三种具有不同交联方式的仿生化学凝胶,即氧化交联凝胶,氧化配位双重交联凝胶,光控交联凝胶。研究内容包括以下几个方面：1.壳聚糖(CS)与3,4-二羟基苯甲醛进行希夫碱反应,制备高取代度的邻苯二酚壳聚糖(CCS),通过1H-NMR进行结构鉴定,取代度为70%,这种修饰度的CCS被用于下文三种水凝胶的构建。2.氧化交联凝胶的制备。NaIO4作为氧化剂,引发CCS成胶。研究了不同IO4-:catechol比例对成胶时间,胶体流变性以及UV-VIS光谱的影响,并对成胶方式进行了解析。3.氧化配位双重交联凝胶的制备。Fe3+引发CCS成胶,首先研究了不同Fe3+:catechol比例对成胶时间,胶体流变性以及UV-VIS, Raman光谱的影响,并对成胶方式进行解析,第一次证明了酸性条件下Fe3+不仅可以氧化邻苯二酚基团,还可以与其进行配位结合；其次以氧化交联凝胶为对照,通过光学显微镜及扫描电镜阐明了不同交联方式对凝胶结构的影响,结果证明双重交联模式可以使凝胶网络更加致密；最后研究了pH变化对交联模式的影响,结果表明随着pH的升高,配位交联逐渐增强,氧化交联逐渐减弱。4.光控交联凝胶的制备。首先合成巯基环糊精(HS-CD),随后利用巯基与邻苯二酚可以发生迈克尔加成反应的性质把巯基环糊精修饰到CCS上。由于偶氮苯疏水性很强,我们在其分子上修饰了聚乙二醇亲水臂,并在另一端衍生出羧基,最后通过缩合反应合成偶氮苯壳聚糖(AB-CS)。因为反式偶氮苯可以结合到环糊精的空腔内,所以将trans-AB-CS与CD-CCS混合振荡一段时间后可以形成胶体。365nm紫外光照射一定时间后,由于偶氮苯构型反转(cis-),其与环糊精不再相互结合,所以胶体又变为流体。总之,本课题利用了邻苯二酚的特殊化学性质制备了三种具有不同交联方式的仿生凝胶,并对成胶方式进行了解析。