刺激響應(yīng)性水凝膠能夠?qū)ν饨绛h(huán)境的刺激作用產(chǎn)生響應(yīng),其物理或化學(xué)性質(zhì)包括凝膠的形狀和尺寸、光學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性以及力學(xué)性能等會(huì)發(fā)生明顯變化。因此,它們?cè)谥T多領(lǐng)域都具有較好的應(yīng)用價(jià)值。其中,力致變色水凝膠作為一種新型的刺激響應(yīng)性水凝膠得到了廣泛關(guān)注。這是因?yàn)?在外力作用下,水凝膠的表觀顏色或熒光色可以產(chǎn)生明顯改變;同時(shí),當(dāng)外界應(yīng)力被撤去后或經(jīng)過(guò)其他手段處理后,其光學(xué)性質(zhì)可以逆回�；谶@一特性,力致變色水凝膠在應(yīng)力/應(yīng)變傳感、智能顯示和信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。力敏基元是一類(lèi)對(duì)力敏感的小分子基團(tuán),常常被用于開(kāi)發(fā)力響應(yīng)性聚合物材料。其中,部分力敏基元具有力致變色的特性,如果將這些力致變色的力敏基元共價(jià)鍵接到水凝膠網(wǎng)絡(luò)中,或許可以賦予水凝膠力致變色的性質(zhì)。然而不幸的是,力敏基元往往高度疏水,很難被直接引入到水凝膠中。因而設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)有效的水凝膠制備方法,將具有力致變色特性的力敏基元引入到水凝膠網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)于開(kāi)發(fā)新型力致變色水凝膠意義重大。在本文中,我們主要利用具有力致變色和力致熒光特性的羅丹明力敏基元作為功能組分,通過(guò)借鑒和發(fā)展新的水凝膠制備方法,開(kāi)發(fā)出了力致變色膠束水凝膠、力致變色雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠及... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２基于海藻酸鈉／Ｆ１２７的水凝膠及基于Ｆ１２７的水凝膠的形成機(jī)理圖＠１

［３６］在室溫條件下將二苯甲醛封端的ＰＥＧ?（聚乙二醇）的水溶液與殼聚糖的水溶??液混合，醛基與殼聚糖上的氨基即發(fā)生反應(yīng)形成席夫堿；同時(shí)，當(dāng)體系的固含量??為４－８ｗｔ％時(shí)，兩組分混合后６０ｓ內(nèi)便可以迅速形成水凝膠（圖１．３）。由于席夫??堿對(duì)溶液的ｐＨ敏感，在酸性條件下，水凝膠會(huì)破膠并轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z；向溶液中加??堿，體系又迅速凝膠化，這種溶膠－凝膠轉(zhuǎn)變?cè)冢穑鹊拇碳ぷ饔孟驴梢苑磸?fù)進(jìn)行。??同時(shí)，由于席夫堿的動(dòng)態(tài)可逆性，水凝膠還具有優(yōu)異的自修復(fù)能力�；隗w系的??刺激響應(yīng)性，該水凝膠也具有控制釋放羅丹明或酶的能力。???ｐｙｕｎｄｌｏｆＭｉｉｉｅｄ?ＰＥＧ?（ＤＦ－ＰＥＧ）??Ｃｈｌｌ〇ｆｔａｆ？Ｈ，＂?ＤＦ－ＰＥＯ??１?２０°Ｃ，＜Ｗ％??圖１．３二苯甲醛修飾的ＰＥＧ的合成及它們與殼聚糖偶合成膠示意圖ｔ３６］。??３??

對(duì)溶液的ｐＨ高度依賴(lài)。其在中性或酸性條件下會(huì)解離，而在堿性條件下又可以??重新生成［３５］。因此常常被用于構(gòu)筑ｐＨ響應(yīng)的智能凝膠體系。如Ｈｅ等報(bào)道了??一種基于四臂ＰＥＧ和苯硼酸酯鍵的ｐＨ敏感水凝膠。如圖１．４所示，他們先制備??了鄰苯二酚修飾的四臂ＰＥＧ，在堿性溶液中，將其與１，３－苯二硼酸混合，由于鄰??二苯酚與苯硼酸反應(yīng)生成了苯硼酸酯鍵，體系逐漸凝膠化。當(dāng)體系ｐＨ被調(diào)節(jié)為??３．０時(shí)，凝膠破膠成溶膠；當(dāng)ｐＨ升至９．０時(shí)，體系在３０?ｍｉｎ后再次凝膠化。這??種ｐＨ調(diào)控的溶膠－凝膠轉(zhuǎn)變使該凝膠在藥物控釋等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。??暴－拿』圓??ｐＨ?９．０?ＰＨ?３．０??圖１．４基于鄰苯二酚修飾的四臂ＰＥＧ和１，３－苯二硼酸的水凝膠的合成及ｐＨ響應(yīng)的溶膠－凝??膠轉(zhuǎn)變［３７］。??１．１．３光響應(yīng)性水凝膠??光響應(yīng)性水凝膠大多是通過(guò)將一些光敏感的化學(xué)分子或基團(tuán)引入到凝膠聚??合物網(wǎng)絡(luò)中制得的。在光的刺激作用下，光敏基元會(huì)發(fā)生異構(gòu)化、解裂或二聚等，??從而使水凝膠的物化性質(zhì)發(fā)生明顯變化［３８，３９］。圖１．５展示出了常見(jiàn)的幾種光敏基??元，主要包括有鄰硝基芐酯類(lèi)、香豆素類(lèi)、偶氮苯類(lèi)及螺吡喃類(lèi)等［４（），４１］。鄰硝基??芐酯在光的刺激作用下可以發(fā)生裂解


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