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什么是智能高分子凝胶?智能高分子凝胶的不同分类

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查看37 | 回复0 | 2025-2-13 14:08:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
1975年,麻省理工学院的科研工作者在研究聚丙烯凝胶时,发现该聚合物凝胶在冷却—升温过程中,材料会经历模糊—透明的转变。这种由于聚合物网状结构随温度而发生相转变的现象,让科研工作者意识到了智能凝胶的存在。随后科学家们围绕这一概念,开展了广泛的研究。高分子凝胶是由具有三维交联网络结构的聚合物与低分子介质共同组成的多元体系,其大分子主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团,对溶剂组分、温度、pH值、光、电场、磁场等的变化能产生可逆的、不连续(或连续)的体积变化,所以可以通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态,来影响其溶胀或伸缩性能,从而使凝胶对外界刺激作出灵敏的响应,表现出智能性。

从体积相转变现象的发现至今,研究高分子凝胶的环境响应十分活跃,如溶液的组成、温度、pH值、离子强度、光、电场等。刺激响应性高分子凝胶是其结构、物理性质、化学性质可以随外界环境改变而变化的凝胶。当受到环境刺激时这种凝胶就会随之响应,发生突变,呈现相转变行为,体现了凝胶的智能性。高分子凝胶的刺激响应性包括物理刺激(如热、光、电场、磁场、力场、电子线和X射线)响应性和化学刺激(如pH值、化学物质和生物物质)响应性。根据环境响应因素的多少,可将智能高分子凝胶分为单一响应智能凝胶、双重或多重响应智能凝胶。根据响应条件不同,单一响应智能凝胶又可分为温度响应型凝胶、pH值响应型凝胶、电场响应型凝胶、光响应型凝胶、磁场响应型凝胶等;双重或多重响应智能凝胶可分为pH值、温度响应型凝胶,热、光响应型凝胶,pH值、离子强度响应型凝胶等。根据来源可以分为天然凝胶和合成凝胶;根据交联方式可以分为物理凝胶和化学凝胶;根据介质又可以分为水凝胶和有机凝胶。
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