【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及軟物質(zhì)新材料制備，具體涉及一種兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法。
技術(shù)介紹
1、水凝膠是一種由天然或合成材料制成的三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，具有高度的柔韌性、吸水性和保水性，同時還表現(xiàn)出良好的生物相容性和生物降解性，水凝膠類軟物質(zhì)的作用越來越顯著。
2、冰模板法，是一種以冰晶為模板，通過溶劑在特定溫度場中高度各向異性的固化行為，可控地制備具有特定結(jié)構(gòu)的材料的方法；當(dāng)溶劑在冷凍過程中形成冰晶時，溶質(zhì)被排斥或誘捕在冰晶之間，隨著冰晶的生長和固化，最終在冰晶融化后留下具有特定形貌和結(jié)構(gòu)的孔道或網(wǎng)絡(luò)；目前使用冰模板法制備取向性水凝膠已多見報道，但是冰模板法對設(shè)備要求苛刻、成本高，且需要多次反復(fù)凍融、角度與方向也有特定要求，對外部條件較多依賴，導(dǎo)致水凝膠被動形成取向。
3、為解決上述問題，本專利技術(shù)提出一種成本低、操作簡便的由兩親性分子在冰水界面自組裝制備水凝膠的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，具體為以先制備聚乙烯醇溶液、后將兩親性分子與聚乙烯醇溶液混合，然后在-20℃條件下冷凍24h、室溫解凍4小時制備聚乙烯醇基水凝膠的方法。本方法制備得到的水凝膠柔韌性好、且具有各向異性的優(yōu)點，適用于在傳感器、心臟組織工程等領(lǐng)域中應(yīng)用。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、一種兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，過程為：將聚乙烯醇粉末在93-97℃條件下溶解于水中，制備得到濃度
4、冷卻至室溫，向聚乙烯醇溶液中添加兩親性分子，溶解后得到混合液，混合液中，兩親性分子的濃度為0.05-0.07?mol/l；
5、將混合液在-20℃條件下冷凍24h、在室溫解凍4小時，得到聚乙烯醇基兩親性分子類水凝膠；
6、本專利技術(shù)中，在凍融過程中，多官能團兩親性分子會在冰水界面自組裝；水在低溫下會結(jié)冰形成冰晶，而冰晶的融點比水高；當(dāng)溫度逐漸升高時，冰晶會融化，高分子聚合物鏈會受到冰晶形成和融化的影響，發(fā)生有序排列；兩親性分子具有疏水性的苯環(huán)及親水性的羥基，疏水基團之間可以通過疏水締合作用進行有序排布，親水基團的數(shù)量及其空間排布會顯著影響水凝膠的取向，進而使兩親性分子之間可通過親/疏水的作用，促使冰晶形成時新插入的水分子沿著一定方向出現(xiàn)優(yōu)勢排布，從而實現(xiàn)水分子的最佳分布；兩親性分子在冰水界面自組裝形成的納米尺度層次的結(jié)構(gòu)，可調(diào)控?zé)o取向性的聚乙烯醇基水凝膠成為取向性的水凝膠，從而高效、精準、可控的制備取向性的水凝膠。
7、本專利技術(shù)提出的兩親性分子在冰水界面自組裝制備水凝膠的新方法，不需要通過力、熱、光、電、磁等環(huán)境的刺激，且避免了傳統(tǒng)凍融法對客觀條件要求苛刻、耗時長的弊端，故有望實現(xiàn)濕而軟材料合成及應(yīng)用的新突破。
8、本專利技術(shù)方法得到的聚乙烯醇基水凝膠，具有取向性結(jié)構(gòu)；其相較于單純聚乙烯醇基水凝膠擁有更加突出的強度、韌性、耐疲勞性以及導(dǎo)電性，應(yīng)用于柔性傳感器具有顯著的優(yōu)勢。
9、優(yōu)選的，所述兩親性分子包括但不限于苯酚類分子，還包括植酸、檸檬酸鈉、氨基酸以及表面活性劑。
10、優(yōu)選的，所述苯酚類分子為苯酚（ph）、間苯二酚（rs）和對苯二酚（hq）中的一種。
11、優(yōu)選的，所述混合液中兩親性分子的濃度為0.05?mol/l。
12、
13、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的有益效果在于：
14、1、本專利技術(shù)中，使用的兩親性分子溶劑中存在疏水性的苯環(huán)和親水性的羥基，通過凍融，促使冰晶形成時水分子沿一定方向出現(xiàn)最優(yōu)排布。
15、2、本專利技術(shù)中，通過苯酚類化合物的使用，從分子水平上實現(xiàn)主動調(diào)控水凝膠的微結(jié)構(gòu)，且未添加任何化學(xué)交聯(lián)劑，設(shè)備要求低。
16、3、本專利技術(shù)中，冰水界面自組裝對水凝膠力學(xué)刺激響應(yīng)高度敏感，取向不同且力學(xué)響應(yīng)信號不同，在健康檢測方面有望實現(xiàn)新突破。
17、4、本專利技術(shù)提出冰水界面自組裝制備的水凝膠成本低、可控性強，在各向異性水凝膠的應(yīng)用中有望實現(xiàn)新的突破。
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1.?一種兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，其特征在于，過程為：將聚乙烯醇粉末在93-97℃條件下溶解于水中，制備得到濃度為4-6?wt%的聚乙烯醇溶液；
2.如權(quán)利要求1所述的兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，其特征在于，所述兩親性分子包括但不限于苯酚類分子，也包括植酸、檸檬酸鈉、氨基酸以及表面活性劑。
3.如權(quán)利要求2所述的兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，其特征在于，所述苯酚類分子為苯酚（Ph）、間苯二酚（RS）和對苯二酚（HQ）中的一種。
4.?如權(quán)利要求1所述的兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，其特征在于，所述混合液中兩親性分子的濃度為0.05?mol/L。
【技術(shù)特征摘要】
1.?一種兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，其特征在于，過程為：將聚乙烯醇粉末在93-97℃條件下溶解于水中，制備得到濃度為4-6?wt%的聚乙烯醇溶液；
2.如權(quán)利要求1所述的兩親性分子冰水界面自組裝制備水凝膠的方法，其特征在于，所述兩親性分子包括但不限于苯酚類分子，也包括植酸、檸檬酸鈉、氨基酸以及...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧相伶，張峰麗，劉勇，趙艷艷，童明瓊，曹紅巖，
申請(專利權(quán))人：德州學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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