基于离子交联的高强导电水凝胶的研究

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjcjmalei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水凝胶作为一种三维网络结构的湿软材料,具有独特的溶胀性、韧性、多孔性和生物相容性,被广泛运用于药物的控制释放、伤口敷料、染料吸附、柔性传感器等领域。其中,导电水凝胶作为一种特殊的柔性导电材料,推动了柔性电子设备的出现与发展。但由于自身强度不高,导电水凝胶的应用受到了一定的限制。在近几年的研究中,离子交联水凝胶被证明能够在保证高强度的基础上,具备良好的导电性、形变响应性与抗冻性。然而,单一的形变响应的导电水凝胶应用场景依然十分有限,一部分研究者把目光投向了多重响应水凝胶。目前已知的多重响应,尤其是包含温度响应的水凝胶,强度普遍较低,制备具有高强度的温度/形变双重响应水凝胶仍旧是一项挑战。基于这些挑战,我们采用两步法离子交联策略制备了导电水凝胶:首先通过化学交联制备水凝胶基体,再通过浸泡法使离子渗入凝胶内部形成离子交联。主要研究内容包括:(1)使用短链CS改性HNTs制备HNTs@CS,与AM、AA单体混合并聚合形成纳米复合水凝胶基体,再通过分别浸泡Fe3+与SO42-溶液,制备离子交联水凝胶DN-gel。探究了水凝胶的最佳配比,制备的水凝胶最大拉伸强度可达3.96 MPa、断裂伸长率可达494%、模量达4 MPa。同时,制品具有超高的抗压缩性能,在85%应变下的压缩强度可达13.4 MPa,且具备良好的自恢复性能。DN-gel表现出独特的抗溶胀性,在去离子水中浸泡后的质量几乎不变。且DN-gel在去离子水中交联网络结构发生重组,刚性增大,拉伸强度可达5.64 MPa,模量增至15 MPa,断裂伸长率下降至149%。DN-gel内部存在大量游离的离子,可在外加电场条件下发生迁移,具有良好的导电性能与形变响应性。水凝胶具有抗冻性能,在-20℃下仍旧保持良好的柔性。(2)制备了半互穿CS/Poly(NIPAm-co-AA)水凝胶基体,由单体NIPAm、AA化学交联形成聚合物网络,CS链穿插在网络中。将水凝胶基体分别浸泡Fe3+与SO42-溶液,制备了具有温度、形变双重响应性能的导电水凝胶PNIDN。研究了单体配比、离子浓度与浸泡策略对水凝胶力学性能的影响,并进一步探究了PNIDN的交联过程与交联机理。PNIDN具备高拉伸强度(2.04 MPa)、高模量(0.43 MPa)以及良好的断裂伸长率(225.3%),其力学性能与导电性能都具有良好的循环稳定性。PNIDN能实时监测人体的一些简单动作如屈指、皱眉、握拳等,监测响应速度快(0.6 s),监测结果可重复性好,且不同种运动的波形具有一定的特异性,可用于精确监测一些细微的肌肉运动。同时,PNIPAm的加入为水凝胶赋予了良好的温度响应性能。当温度改变,PNIDN的紫外光透过率、电阻具有明显的响应效果。PNIDN在室温状态下接触体温后可由透明变为不透明。当温度低于24℃时,温度升高对体系光透过率影响不大,而当温度从24℃上升至26℃时,光透过率从42%骤降至20%。当水凝胶温度从25℃升至50℃时电阻快速降低。而当温度从50℃降至0℃时,电阻在经过一定的反应时间后快速上升。
其他文献
阅读教学是初中历史教学中一个重要的教学模块,有助于培养学生的历史材料阅读能力和历史综合素养,也有助于增强历史教学效果。在“双减”背景下,初中历史教学要实现提质增效的目标,就必须重视历史阅读教学,抓住教学关键,着力构建高效的历史阅读教学课堂。文章围绕如何构建初中历史阅读教学高效课堂,从教学目标的明确、历史素材的使用和正确习惯的培养等三方面入手提出了具体路径。
围绝经期肥胖是指女性在进入围绝经期后,身体机能由盛转衰,因卵巢功能减退、雌激素分泌减少、内分泌紊乱等变化使得脂肪储存异常增加,从而导致肥胖的发生。围绝经期肥胖女性处于生理性转折阶段,除了形体肥胖的外在表现,亦常伴随烦躁易怒、心神不宁、烘热汗出等围绝经期综合征的症状。本病与心、肝、脾、肾诸脏关系密切,本虚标实,虚实夹杂,通过查阅有关文献资料,发现治疗方式多样,如穴位埋线、针刺、艾灸、耳穴压豆、方剂、
客家民系的文化开发资源十分丰富,如客家族群住宅建筑资源、客家建筑群、客家特色美食、客家服装、客家民间歌谣、客家风俗习惯、客家民间故事、客家传统节日等等。文化是结合的关键点,如果不融洽会使任何文化融合显得格格不入,更不用说商业的整体包装和标签。正确合理地处理客家民俗与自然主义的关系,让丰富的自然资源与各个民族风俗相互融合是一个关键。
目的 分析子宫内膜异位症痛经症状特点,评价活血消异方疗效。方法 采用病例自身前后对照比较,运用活血消异方加减治疗75例子宫内膜异位症气滞血瘀型痛经患者,分析痛经症状特点,评价临床疗效。结果 痛经全身症状以小腹疼痛、乏力、背痛、易激惹、食欲不振、腹泻为突出特点;治疗后患者的VAS、COX痛经时间、程度评分较治疗前均显著降低,差异具有统计学意义(P均<0.05)。结论 子宫内膜异位症痛经全身症状以躯体
目的 探讨儿童急性淋巴细胞白血病诱导治疗结束时外周血淋巴细胞数(ALC)与预后的关系。方法 选取86例行诱导治疗的急性淋巴细胞白血病患儿,分析第33天(D33)不同ALC水平5年无事件生存率、相同危险度患儿D33不同ALC水平5年无事件生存率及儿童急性淋巴细胞白血病诱导治疗预后影响因素。结果 D33不同ALC水平5年无事件生存率对比无显著差异(P>0.05);中危患儿中低ALC者5年无事件生存率较
以具有复杂结构的安全锤为载体,通过便携式激光扫描仪采集安全锤实体的点云数据;应用逆向处理软件Materialise Magics进行数据处理;利用Geomagic Design X软件完成逆向建模;利用SOLIDWORKS进行正向创新;采用快速成型技术的熔融沉积成型(FDM)工艺,打印出安全锤的3D模型。实践证明,基于逆向工程和3D打印可以实现产品创新设计,提升企业产品开发速度。研究为复杂结构零件
目的:观察子宫内膜异位症(EMs)患者在位子宫内膜组织中微小RNA26b(MiR-26)和环氧化酶2(COX-2)的表达。方法:收集2015年5月-2019年12月本院确诊EMs患者195例(EMs组),行子宫肌瘤切除术或因宫颈病变接受全子宫切除术无EMs患者50例(对照组)。免疫组化法检测内膜组织COX-2蛋白表达,实时荧光定量检测内膜组织中MiR-26b的表达,比较两组差异,分析EMs组COX
超分子自组装已被证明是制备多功能纳米材料的可靠方法,其自组装过程和结构可受外界刺激控制,被广泛应用于材料科学、生物医学、催化等领域。驱动超分子自组装的作用力主要是非共价作用(氢键作用、π-π堆积作用、疏溶剂作用和主-客体作用等)。金属纳米团簇由几个到几十个金属原子组成,由于其独特的电子结构和不同寻常的物理化学性质使其受到越来越多的关注。其中,铜簇光稳定性好,毒性低,生物相容性良好,但其量子产率较低
水凝胶基的组织工程支架在材料科学与生物医学工程领域受到越来越多的关注,一方面是因为它具有与细胞外基质相近的多孔网络结构,另一方面是因为在凝胶化过程中可以搭载药物、酶、多肽、生长因子等功能化小分子物质。但传统水凝胶或某些特定功能化的水凝胶因为力学性能不好或者细胞行为活动受到抑制而无法具有良好应用前景,纤维增强型水凝胶作为一种复合材料,利用纤维作为增强相改善性质上的不足。本论文探索了将可生物降解的聚乳