仿贻贝的纳米电磁复合体及其复合水凝胶的制备与性能研究

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1、国内图书分类号：R318.08密级：公开国际图书分类号：620西南交通大学研究生学位论文仿贻贝的纳米电磁复合体及其复合水凝胶的制备与性能研究年级2015级姓名刘柯志申请学位级别工程硕士专业材料工程指导老师鲁雄教授二零一八年五月十六日ClassifiedIndex:R318.08U.D.C:620SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPREPARATIONANDCHARACTRIAZTIONOFMUSSEL-INSPIREDNANOELECTROMA

2、GNETICCOMPOSITESWITHHYBRIDHYDROGELSGrade:2015Candidate:KeZhiLiuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsEngineeringSupervisor:Prof.XiongLuMay.16,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被

3、查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：仿贻贝的纳米电磁复合体及其复合水凝胶的制备与性能研究作者：刘柯志指导教师：鲁雄教授本论文得到以下项目资助高性能半导体材料和生物材料的高通量设计、制备与表征技术，863项目子课题(2015AA034202),2015.

4、01-2017.12基于材料基因工程的组织诱导性骨和软骨修复材料研制,国家重点研发计划(2016YFB0700802),2017.09-2021.08仿贻贝自修复组织诱导水凝胶用于软骨/软骨下骨一体化修复机理研究,国家自然科学基金(81671824),西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、受贻贝粘附行为的启发，在共沉淀法制备四氧化铁(Fe3O4)纳米颗粒过程中引入具有良好粘附性及化学活性的聚多巴胺(PDA)，制备了PDA-Fe3O4纳米颗粒。在该过

5、程中PDA一方面可以调控合成的Fe3O4纳米颗粒的粒径大小和形貌，另一方面PDA能够包覆Fe3O4纳米颗粒的表面，形成一层具有高活性酚羟基的修饰层，改善Fe3O4纳米颗粒的水分散性。与传统方法制备Fe3O4纳米颗粒相比，PDA的调控可以制得尺寸分布更窄和分散更稳定的Fe3O4纳米颗粒。2、基于PDA能够在温和条件下与几乎所有类型的物质发生共价或非共价的相互作用的机理。本研究创新性地采用PDA作为介质，将具有导电性CNT与Fe3O4纳米颗粒在温和条件下结合制备了PDA-Fe3O4-CNT纳米电磁复合体

6、。PDA首先接枝到CNT的表面。然后利用PDA在Fe3O4纳米颗粒形成过程中的诱导作用，在CNT的表面原位诱导生成Fe3O4纳米颗粒。最终在温和条件下，制备了PDA-Fe3O4-CNT纳米电磁复合体。这种基于仿贻贝化学合成方法条件温和、方法简单、具有普适性、对CNT和Fe3O4纳米颗粒本身的性质不会造成破坏。且形成的PDA-Fe3O4-CNT纳米电磁复合体具有优异的磁响应性和导电性。3、在定向磁场的作用下，使得PDA-Fe3O4-CNT纳米电磁复合体形成取向排列的纳米结构，然后通过自由基聚合将取向排

7、列的纳米结构固定到水凝胶网络中，制备了各向异性的PDA-Fe3O4-CNT纳米电磁复合体水凝胶。与传统各向同性复合水凝胶相比，该复合水凝胶表现出各向异性的力学性质和导电性。并且具有定向电导率的水凝胶能在电刺激下调节C2C12细胞定向生长行为。此外该复合水凝胶中活性酚羟基还能赋予水凝胶优异的组织粘附性质和细胞亲和性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和

8、集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要水凝胶是水溶性高分子或亲水性高分子通过物理和化学交联而形成的三维网络聚合体，由于其有生物组织相似的结构，在组织工程领域广泛的使用。但是传统水凝胶存在着力学性能不足，功能单一等缺点。将不同纳米材料进行复合，往往能够赋予水凝胶新的结构或者功能，从而解决生物医学领域所面临的一些复杂问题。本论文围绕电磁纳米材料及其纳米复合水凝