利用有机模板调控作用,在有机溶液中合成不同种类的晶型、不同尺寸和形貌的无机纳米颗粒,最终制备出具有不同性能的各种有机-无机复合材料的研究一直非常活跃。通过不同有机高分子的有效调控,不仅可以制备出可控晶型的无机材料,而且可以合成各种具有特殊性能的复合材料,大大提高或增强了复合材料的整体性能,对于许多新材料的发展起到很大的促进作用。在生物材料的研究领域,人们总是想方设法的模拟自然界生物个体的形成和生长环境,研究和开发各种新型仿生材料用于临床的治疗和修复。其中,敏感性复合凝胶独特的三维贯通网络结构(interpenetrating network, IPN)有极大的装载能力和渗透性,通常被选作为新型的药物载体材料和矿化基质材料,因此,敏感性复合水凝胶和生物矿化机理的研究越来越被人们所关注。此外,在结构和性能上,很多敏感性复合水凝胶与人体某些部位极为相似而被广泛研究。常见的有胶原-羟基磷灰石(Collagen-HA)组织引导再生材料、作关节软骨和韧带用的聚乙烯醇(PVA)基水凝胶、用于人工眼角膜的聚乙烯醇-羟基磷灰石(PVA-HA)复合凝胶膜等。本论文首先研究了在PVA模板中通过自由基引发聚合反应聚合丙烯酸单体,并经化学和物理交联后形成的聚乙烯醇-聚丙烯酸复合水凝胶(PVA-PAA)的结构、溶胀性能、pH敏感性、热性能等。然后,在水凝胶的研究基础之上,改变合成工艺参数,引入钙/磷离子,用原位复合凝胶的方法制备了聚乙烯醇-聚丙烯酸-羟基磷灰石(PVA-PAA-HA)纳米复合材料。该复合材料具有矿物相粒度和形貌可调、分散均匀以及力学性能较高等优点,该合成方法可望广泛应用于其他复合材料的制备中。并借助傅立叶红外转换(FTIR)、X-射线粉晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DSC)、透射电子显微镜(TEM)、抗压强度等分析手段研究了:(1)复合材料中非离子型聚合物(PVA)和离子型聚合物(PAA)的官能团对HA晶核的生长抑制作用;(2)块体复合材料中有机模板的形貌和结构;(3)PVA、PAA和HA三种成份对复合材料的影响因素;(4)复合材料中有机网络结构的形成、无机相的矿化以及有机基体形貌和结构的揭示等一系列过程的机理。分析结果表明,新型的原位复合凝胶的方法可有效改善有机-无机复合材料的结构和性能,还可用于制备贯穿多孔结构的有机-无机支架材料。通过材料挑选和实验参数的优化,可将该方法广泛地应用到各领域的制备复合材料工艺中,合成出能性能更加优良的纳米复合材料。