智能响应性高分子材料 智能响应性高分子材料,作为一种具有高灵敏度和高可调性的材料,在近年 来的科研和工业应用中得到了广泛注。 与传统高分子材料相比,智能响应性高分子能够在外部刺激(如温度、pH值、光照、湿度、电场、磁场等)作用下发生显著的物理或化学变化,从而调节其结构、形态或功能。 这种特性使得智能高分子材料在生物医学、智能传感、环境保护、智能包装、可穿戴设备等多个领域展现出巨大的应用潜力。 1、 温度响应性聚合物 温度响应性聚合物是智能高分子材料中最常见的一类,其典型代表之一就是 聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)。 PNIPAM是一种热敏性高分子,在特定的温度区间(通常是31°C左右)会经历从亲水到疏水的相转变。 当温度升高时,PNIPAM的分子链会发生收缩,导致其表面亲水性减弱,甚至发生凝胶化或溶解性变化。 这一特性使得PNIPAM在生物医学领域有着广泛的应用,特别是在药物传递系统 中。 温度响应性高分子材料能够根据体温变化调控药物的释放速率,从而实现智能化、可控的药物释放。 此外,这类材料还可以用于组织工程和智能传感器,例如在温度变化的条件下实现组织修复或检测温度变化的敏感元件。 吴伟泰教授团队以有着温度响应聚合物“黄金标准”之称的聚异丙基丙烯酰 胺(poly(N-isopropylacrylamide), PNIPAM)为例,以光伏电池为电源进行电科技产品新思考 化学聚合制备,得到(冻干后)具有立方体形状、边长约为125±41nm的PNIPAM微凝胶。 在建立形状可控刺激响应微凝胶的制备方法的基础上,吴伟泰教授团队研究了该立方体状PNIPAM微凝胶在极稀溶液中的温度响应体积相变行为,发现其具有不同于文献报道的(准)球状PNIPAM微凝胶的温度响应体积相变行为。 在对应于PNIPAM的低临界溶液温度(lower critical solution temperature, LCST)的温度响应体积相变之前,还有一个额外的相转变。 这种不寻常的温度响应体积相变行为或可用“core-corona”模型来解释。
智能响应性高分子材料 智能响应性高分子材料,作为一种具有高灵敏度和高可
爱洛姆佳佳
2024-11-28 10:34:53
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