功能型導電水凝膠在可穿戴設備、創(chuàng)口愈合及組織工程等領域有重要應用價值,以生物兼容性優(yōu)異的瓊脂糖（Agarose）為基質的凝膠材料具有較大實際應用價值,然而瓊脂糖凝膠本身不具備導電、組織粘附、可拉伸、自修復等多功能性,且瓊脂糖鏈分子呈剛性,導致凝膠的力學性能較弱,無法達到應用需求。為解決上述問題,本研究通過設計構建了基于銀納米線（Ag NWs）圖案化的Agarose-Ag NWs導電水凝膠體系,以及基于甘油（Glycerol）、聚多巴胺（PDA）和單壁碳納米管（CNTs）的Glycerol-PDA-CNTs@agarose導電凝膠體系,制備過程簡單、條件溫和,研究的主要結論如下:（1）在Agarose-Ag NWs導電水凝膠體系中,通過多元醇水熱法,合成了具有高長徑比的Ag NWs,其長度為50-100μm,直徑為60-80 nm,尺寸均勻,穩(wěn)定性好;通過掩模板法制備了Ag NWs導電圖案,其電導率達到了4.1×10^-4 S/cm,明顯優(yōu)于相同添加量下使用摻雜法制備的導電水凝膠的電導率;澆注熱瓊脂糖溶液,使溶液充分浸潤Ag NWs,進行轉印后成功得到表面帶有Ag N... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

經(jīng)典的（a）雙網(wǎng)絡水凝膠、（b）互穿網(wǎng)絡水凝膠、（c）納米增強水凝膠和（d）拓撲型水凝膠的凝膠結構示意圖

江南大學碩士學位論文4質差異，在這兩個不同領域之間開發(fā)更兼容、更高效、更穩(wěn)定的交聯(lián)接口一直是科研領域中最艱巨的挑戰(zhàn)之一[54,55]。導電水凝膠作為一種柔性導電材料，其與生物組織具有相似性，并且在電氣和機械工程方面具有潛在的多功能性，這使得其成為了連接人體組織與電子元器件最理想的“橋梁”，進一步地，結合力學性能的調控，多功能型的導電水凝膠已成為下一代人機交互界面的首選材料[4]。圖1-2可作為連接生物組織與電子元器件“橋梁”的導電水凝膠。Fig.1-2Conductivehydrogelsasaninterfacetobridgethegapbetweenbiologyandelectronics.銀納米線是一種長徑比非常大的納米線，除具有銀優(yōu)良的導電性之外，由于納米級別的尺寸效應，還具有優(yōu)異的透光性、耐曲撓性，因此它被視為是最有可能替代傳統(tǒng)剛性電極的新型導電材料，為實現(xiàn)柔性、可彎折顯示屏的制備提供了可能性。此外銀納米線還具備一定的抗菌效應，可以提升復合材料在長期使用過程中的穩(wěn)定性。碳納米管是一種常用的制備導電水凝膠的材料，它具有十分優(yōu)異的力學性能，韌性好、抗拉伸能力強，所以將之作為無機導電添加物和水凝膠基質一起成膠，從而制備得到納米增強的復合型水凝膠，不僅能賦予凝膠良好的導電性能，同時還能增加凝膠的力學強度。然而，由于碳納米管具有高表面能，易在水中形成團聚，即發(fā)生所謂的纏結現(xiàn)象。這使得它在水溶液中分散性差，進而限制了其在凝膠中形成均勻連續(xù)的網(wǎng)絡，因而會減弱碳納米管復合水凝膠的導電性和力學性能。因此在水凝膠的制備過程中，要確保碳納米管在水中能形成良好的分散。在國外，導電水凝膠的研究較早、體系更完整。斯坦福大學的鮑哲南團隊在柔性仿生電子器件方面做了許多工作，他們利用導電聚合物和碳基納米材料作為導電介質，以

紜＞嚀宓兀?紫韌ü?ㄖ頻難諛０逯?備出AgNWs導電圖案，再澆注熱的瓊脂糖溶液，保證溶液能充分浸潤AgNWs，當瓊脂糖形成凝膠后與掩模板剝離，在此過程中實現(xiàn)AgNWs轉印到瓊脂糖表面，之后再對表面的AgNWs導電圖案進行紅外輻射熱處理，控制紅外輻射的功率、處理距離和時間，使瓊脂糖表層發(fā)生sol-gel轉換，在此過程中實現(xiàn)AgNWs部分嵌入瓊脂糖凝膠表層，從而得到導電性優(yōu)異、穩(wěn)定性良好的Agarose-AgNWs導電水凝膠。整個過程方法簡單，條件溫和，制備得到的導電水凝膠具有很好的生物兼容性，但力學性能較弱，僅具有二維導電性。圖1-3Agarose-AgNWs導電水凝膠制備示意圖。Fig.1-3SchematicillustrationofpreparationofAgarose-AgNWsconductivehydrogel.1.3.2Glycerol-PDA-CNTs@agarose導電凝膠的設計思路構建完成上述體系后，我們發(fā)現(xiàn)凝膠在實際應用過程中需要使用膠帶進行固定，且凝膠


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