1、L o g oL o g o水凝膠的合成及應用水凝膠的合成及應用University of Science and Technology of China組員：何泓川 李思齊 池海波 葉盛 徐暢 朱星群 葉仕凡 崔常松 楊益 孟婧 韓赫興 王楚亞 王智 李展 張宇目錄目錄4水凝膠的定義1235水凝膠的分類主要合成思路水凝膠的應用總結與展望一、水凝膠的定義一、水凝膠的定義 水凝膠是具有親水基團，在水中能夠溶脹并保持水凝膠是具有親水基團，在水中能夠溶脹并保持大量水分而又不會溶解的三維網絡結構交聯聚合物大量水分而又不會溶解的三維網絡結構交聯聚合物University of Science and T

2、echnology of China水凝膠實物圖水凝膠實物圖水凝膠結構示意圖水凝膠結構示意圖一、水凝膠的定義一、水凝膠的定義University of Science and Technology of China二、水凝膠的分類二、水凝膠的分類University of Science and Technology of Chinav 根據鍵合作用的不同 物理凝膠物理凝膠： 物理凝膠是通過物理作用力如靜電作用、氫鍵、鏈的纏繞等形成的, 這種凝膠是非永久性的, 通過加熱凝膠可轉變為溶液, 所以也被稱為假凝膠或熱可逆凝膠 化學凝膠化學凝膠： 是由化學鍵交聯形成的三維網絡聚合物, 是永久性的, 又

3、稱為真凝膠二、水凝膠的分類二、水凝膠的分類University of Science and Technology of Chinav 根據合成材料的不同 （古老又新穎）（古老又新穎）v 根據大小和形狀的不同 （宏觀兼微觀）（宏觀兼微觀）v 根據對外界刺激的響應（傳統且智能）（傳統且智能）合成水凝膠：聚氧化乙烯，聚乙二醇，聚乙烯醇宏觀水凝膠：柱狀，膜狀，多孔海綿狀，纖維狀，球狀微觀水凝膠：納米級，微米級傳統水凝膠：無響應或響應不明顯環境敏感的水凝膠：pH，溫度，光，電，壓力等天然水凝膠：瓊脂糖，膠原，海藻酸鹽三、主要合成思路三、主要合成思路University of Science and T

4、echnology of China化學交聯化學交聯3 2物理交聯物理交聯3 11. 物理交聯物理交聯University of Science and Technology of China通過氫鍵發生交聯1從兩親性接枝和嵌段聚合物2通過結晶發生交聯3通過離子相互作用交聯4通過蛋白質相互作用交聯52. 化學交聯化學交聯University of Science and Technology of China通過互補基團的化學反應交聯1通過高能量輻射交聯2通過自由基聚合交聯3利用酶交聯43. 合成方法實例（光固法合成方法實例（光固法/熱固法）熱固法）University of Science

5、and Technology of China單體單體預聚物預聚物水凝膠水凝膠光光固固法法加加熱熱熱熱固固法法3. 合成方法實例合成方法實例University of Science and Technology of China四、水凝膠應用實例四、水凝膠應用實例University of Science and Technology of China1.水凝膠傷口涂敷材料水凝膠傷口涂敷材料University of Science and Technology of China水凝膠傷口敷料水凝膠傷口敷料水凝膠傷口敷料的優點1.防止體液損失2.透氧3.加速傷口愈合1. 納米銀抗菌納米銀抗菌

6、水凝膠薄膜敷料水凝膠薄膜敷料University of Science and Technology of China研究思路制備流程圖：制備流程圖：University of Science and Technology of China1. 水凝膠面膜水凝膠面膜University of Science and Technology of China水凝膠面膜水凝膠面膜水凝膠面膜的優點1.柔軟，和面部契合度高2.無刺激，生物相容性好3.鎖水，保持皮膚水嫩光滑膚若凝脂溫泉水滑洗凝脂2. 藥物緩釋水凝膠藥物緩釋水凝膠University of Science and Technology of

7、 China水凝膠藥物緩釋的優點1.無毒2.生物相容性好3.優異的藥物負載能力，化學 結構穩定4.快速的溶脹和去溶脹速率，刺激響應性好5.可在人體里溶解，從而被排出2. 藥物緩釋水凝膠藥物緩釋水凝膠University of Science and Technology of China靶向定位千軍萬馬奪上將首級水凝膠包覆事了拂衣去，深藏功與名3. 水凝膠水凝膠3D打印打印University of Science and Technology of China美劇西部世界片頭3. 水凝膠水凝膠3D打印打印University of Science and Technology of Chin

8、a水凝膠3D打印示意4. 水凝膠隱形眼鏡水凝膠隱形眼鏡University of Science and Technology of China加拿大多倫多大學研究人員開發出一種新型水凝膠生物材料，有助于保持細胞活性，也能使它們更好地結合成組織。試驗顯示，運用這一材料能在一定程度上改善視力，甚至逆轉失明。研究人員用干細胞培養了感光受體，把它們裝入水凝膠注射到失明小鼠的眼睛里。隨著越來越多的細胞存活、生長在一起，小鼠在一定程度上恢復了視力。此外，當水凝膠把細胞送到指定地點后，就會溶解并在幾周內被身體吸收。五、總結與展望五、總結與展望University of Science and Techno

9、logy of Chinav 水凝膠的廣泛應用水凝膠的廣泛應用 對人體對人體： “面膜”“人工軟骨”“藥物緩釋”“傷口涂敷” 有面子，有里子，有底子，文武雙全，內外兼修 對自然對自然： “水土保濕劑”“重金屬吸附劑”“霧霾吸收劑” 有青山，有綠水，有藍天，春回大地，錦繡河山 人與自然和諧相處！人與自然和諧相處！五、部分參考文獻五、部分參考文獻University of Science and Technology of China1.Dickey M D. Hydrogel composites: Shaped after printJ. Nature materials, 2016, 15(

10、4): 379-380.2. Ozay, H., Sahin, O., Koc, O. K., & Ozay, O. (2016). The preparation and applications of novel phosphazene crosslinked thermo and pH responsive hydrogels. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 43, 28-35. doi: 10.1016/j.jiec.2016.07.0433.Ahmed Enas M, Aggor Fatma S, Awad

11、Ahmed M, El-Aref Ahmed T. An innovative method for preparation of nanometal hydroxide superabsorbent hydrogel. Carbohydr Polym 2013;91:6938.4.Li Yuhui, Huang Guoyou, Zhang Xiaohui, Li Baoqiang, Chen Yongmei, Lu Tingli, Lu Tian Jian, Xu Feng. Magnetic hydrogels and their potential biomedical applications. Adv Funct Mater 2013;23(6):66072.5. Liu M, Ishida Y, Ebina Y, et al. An anisotropic hydrogel with electrostatic repulsion between cofacially aligned nanosheetsJ. Nature, 2015, 517(7532): 68-72.6. Akhtar, M. F., Hanif, M., & Ranjha, N. M. (2016). Methods of synthesis of hyd