研究目的
利用交联诱导温敏机制开发具有温敏和发光性能的自修复水凝胶,用于人工智能材料领域。
研究成果
采用CIT机制成功制备了热响应自修复水凝胶,其LCST可从高于体温调节至低于体温。该水凝胶表现出自修复、发光及可逆热响应特性,在药物递送、组织修复和生命模拟领域具有应用潜力。未来工作可聚焦于针对特定生物应用提升性能。
研究不足
该研究可能在LCST调控范围、极端温度下相变可能不完全以及对特定生物医学应用的进一步优化需求方面存在局限性。自愈效率及在不同条件下的长期稳定性尚未得到充分探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用交联诱导温敏(CIT)机制设计水凝胶。通过RAFT聚合合成含四苯乙烯(TPE)和酮基的共聚物,并与含萘酰肼交联剂进行交联。研究方法包括合成、凝胶化、流变学、紫外-可见光谱及荧光测量。
2:样本选择与数据来源:
样本由不同丙烯酰胺(AM)与双丙酮丙烯酰胺(DAA)比例的共聚物制备,使用PEO23 DBH或PEO23 DNH交联。数据源自实验室合成与表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括布鲁克600 MHz核磁共振仪、瓦里安600红外光谱仪、岛津UV-2550紫外-可见分光光度计、TA AR2000ex流变仪及JSM-7500扫描电镜。材料包含DAA、AM、TPE-OH、DDMAT、AIBN、EDC·HCl、DMAP及多种溶剂。
4:实验流程与操作步骤:
TPE-DDMAT与共聚物合成,通过混合共聚物与交联剂溶液制备水凝胶,通过紫外-可见透光率表征温敏性,流变学研究,自修复测试及发光测量。
5:数据分析方法:
采用核磁共振确认结构,紫外-可见光谱测定透光率与LCST,流变学分析力学性能,荧光光谱测量发光特性。
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UV-Vis Spectrophotometer
UV-2550
Shimadzu
Used for transmittance measurements and thermoresponse characterization.
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NMR Spectrometer
Avance III 600 MHz
Bruker
Used for 1H NMR characterization to determine structure and composition of copolymers.
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SEM Microscope
JSM-7500
JEOL
Used to characterize the morphology of hydrogels.
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Rheometer
AR2000ex
TA Instruments
Used for rheology studies to characterize mechanical properties of hydrogels.
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FTIR Spectrometer
600 IR
Varian
Used to confirm the structure of copolymers.
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