影响电刺激响应型智能水凝胶弯曲行为的因素.pdf

《影响电刺激响应型智能水凝胶弯曲行为的因素.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ADllESION麓4l曩l综述特约专栏一～新～应用技术一收稿日期：2013—08—06作者简介：李莎(1988一)，女，在读硕士，主要从事高分子材料、橡胶的制备及其应用。E-mail：lishawellgood@l63como基金项目：西北工业大学创业种子基金(Z2013165)。研究i影响电刺激响应型智能水凝胶弯曲行为的因素报告及专论李莎，刘根起，梁迪迪，刘勇。廖家娥西：ILT业大学理学院应用化学系，陕西西安710129摘要：电刺激响应型水凝胶是一类在电场作用下可以发生溶胀、收缩、变形、弯曲等行为的智能型凝胶，其中弯曲行为具有良好的应用前景。本文

2、主要对智能型水凝胶发生弯曲行为的机理、影响因素以及在药物输送系统中的应用进行了综述并进行展望。关键词：电刺激响应；水凝胶；影响因素；药物输送中田分类号：TQ352．7文献标识码：A文章缠号：1001—5922(2014)01—0080—031前言检测系统的凝胶植入生物体内达到治疗疾病的效果。然而响应速度高的凝胶弯曲性能一般都较弱，如何制备机水凝胶是指一种主链或支链含有亲水性基团并吸附械性能好响应速度又高的凝胶成为目前给药系统的研究有大量水分、具有三维网状结构的交联聚合物⋯。它在水热点。电场刺激响应性主要是溶胀行为和弯曲行为，而中溶胀而不溶解，既含有大

3、量水分又能保持一定的形溶胀行为的研究较为简单，影响因素也比较单一，本文状。研究发现，一些凝胶在外界物理和化学因素(如温不做详细介绍。凝胶弯曲性能的影响因素很多，本文着度、pH值、光、电、磁、声、力和化学物质等)的刺重介绍凝胶弯曲性能的机理以及影响因素，最后介绍其激下，能够发生可逆的体积和形状的改变。这种对外界在给药系统中的应用。环境变化具有刺激响应性的水凝胶称为智能性水凝胶。由于智能性水凝胶对外界环境变化的刺激以可逆方式进2电刺激响应型水凝胶的弯曲机理行，并且容易进行人工调控，因此可将其应用于传感器、化学开关、人工手指以及给药等系统中。智能性由于水凝

4、胶在电场中的响应机理较为复杂，迄今还凝胶在仿生工程、生物医学领域具有广阔的应用前景。没有定论。Tanaka”等首先提出用平均场理论来解释水电场刺激响应性凝胶应用于药物传输系统具有良好凝胶在电场中的收缩行为；后来又有实验室提出了各自的应用前景。电场易于控制，电流大小的改变或者电脉的理论来解释水凝胶的电场弯曲行为。Grimshaw⋯等用冲间隔时间的改变，都能快速且方便地控制电场强度，电扩散理论解释聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀行为；从而精确控制药物传输。文献资料表明，如果能精确控OsadaY”等通过研究丙烯酸一丙烯酰胺共聚物在电场中制药物释放的数量、时间，就可

5、以将带有专一性药物或的变形行为，并在FIov理论基础上，根据离子迁移及电·060·《粘接)杂惠社上灌电话：021—57747887湖北电话纛t．真：0710—3820811E-mal：zhanjzz@263．net啊址：WWW．zhenjle．corn．cri化学反应，提出了半定量理论；Osada”等以PAMPS水其凝胶内的电荷密度，因此其电刺激响应行为不受溶液凝胶为研究对象，根据Poisson—Boltzman方程和PH值的影响。对于聚阴离子型水凝胶，在高PH值下，离Navier—Stokes方程提出了一维电场动力学模型；而子间的静电排斥力使水凝胶

6、溶胀，自由离子在电场中容Kim”等则采用去极化理论解释水凝胶在直流电场中的弯易扩散，使得水凝胶快速弯曲且弯曲角度较大；在低曲行为。pH值下，水凝胶收缩且在电场中弯曲不明显。对于聚阳在众多的响应机理中，Shiga”等提出的渗透压理论离子型水凝胶，同样离子间的静电排斥力使水凝胶溶广被接受。聚电解质水凝胶在直流电场下的弯曲变形主胀，水凝胶能够在电场中快速弯曲且弯曲幅度较大，而研要是由于聚离子的对离子以及凝胶周围电解质溶液中的在高PH值下，离子间的静电斥力变小，溶胀较小，因而究报阴、阳离子在电场作用下定向迁移，而聚离子在聚合物水凝胶在电场中弯曲变形较小”。告

7、网络上保持不动，各离子由于迁移速率不同而在凝胶内部3．2离子强度对弯曲行为的影响及专产生离子的浓度梯度，即凝胶面向电场正、负极2侧的离子DKurkuri”等研究了聚电解质溶液中离子强度对聚浓度不同，因此凝胶面向电场正极侧的渗透压(Tr，)和面丙烯酸交联聚乙烯醇凝胶弯曲行为的影响。研究发现，向电场负极侧的渗透压(Tr，)不同，从而在凝胶2侧产生随着离子强度增加，凝胶的平衡弯曲角度增加，但不成一个渗透压差(△丌=丌一丌)，正是这个渗透压差使正比例关系，而当电解质溶液浓度大于其临界浓度时，得凝胶发生弯曲变形。对聚阴离子凝胶而言，施加电场由于离子的屏蔽作用，

8、会导致弯曲程度的降低。尚婧”等后其正极侧的渗透压升高而负极侧的渗透压降低，且前研究了聚乙烯醇和聚丙烯酸半互穿