超分子化学已经深刻影响了高分子化学领域和化学领域,因此在功能材料的设计及制备受到极大关注。水凝胶是一类性能可调的软材料,具有吸收和储存大量水的能力而得到广泛研究。超分子水凝胶作为新一类功能材料,已被合成并成功用于各种领域。生物医学领域应用的水凝胶材料通常要求具有适当的机械强度、自我修复功能以及生物相容性。到目前为止,人们致力于开发生物基超分子水凝胶,主要集中于通过非共价相互作用以天然化合物为原料设计合成新型超分子聚合物水凝胶的方向。一、我们设计并合成一种主客体宏观交联的新型高强度超分子聚合物水凝胶。首先以β-环糊精和甘草次酸主客体识别作用形成含多不饱和双键的络合物用作水溶性宏观交联剂,随后,通过简单紫外光固化技术制备超分子聚合物水凝胶。水凝胶的溶胀测试和微观形貌表明主-客体络合物增强交联作用,即随着主-客体络合物的浓度增加,水凝胶网络交联位点增加,交联作用增加,孔隙率增加。旋转流变仪探讨水凝胶的流变行为,在一定应变下水凝胶具有良好的粘弹性和自修复特点。水凝胶的压缩试验结果证明这类水凝胶具有良好的可恢复性。更重要的是,水凝胶的拉伸断裂伸长率超过400%,证明这些水凝胶具有良好的韧性。设计合成的高强度超分子聚合物水凝胶可以作为生物支架,药物释放载体等应用于组织工程等领域。二、在这部分中,根据非共价作用的可逆响应性,我们利用环糊精和甘草次酸主客体识别作用,将环糊精简单修饰无规共聚物得到水溶性共聚物,并设计合成含聚乙二醇链段的甘草次酸二聚体作为交联剂,按照首-尾交联形式得到具有自愈合性能的超分子聚合物水凝胶。这类水凝胶不仅具有良好的生物相容性,而且能够响应环境变化。这有利于拓宽水凝胶在生物传感,药物可控释放等领域的研究。