导　　师： 任俊莉

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 水凝胶是一种具有亲水性的三维网状(3D)交联结构和高含水量的“软”材料，由于其3D网络结构、良好的灵活性以及高含水量，已广泛应用于生物医学和生物工程等领域，如药物输送、软致动器、传感器和人造肌肉等。传统的水凝胶存在机械强度低、伸长率有限和生物相容性差等缺点，从而限制了其应用。半纤维素和木材是地球上最丰富的生物质资源，因其可再生、生物相容性好、生物可降解等优点，引起人们的广泛关注。本论文立足于解决传统水凝胶力学性能差、生物相容性差的问题，以半纤维素和木材为原料，在充分利用半纤维素的结构和理化性质及木材的各向异性和高强度的基础上，结合双网络、纳米复合水凝胶及预拉伸等增强手段，制备了四种生物相容性好、强度高的水凝胶。　　1、借鉴双网络和纳米复合水凝胶的增强机理，以氧化石墨烯(GO)为物理增强剂，利用金属配位键的物理交联作用，制备了一种高强度、高弹性的GO/聚丙烯酰胺/羧甲基木聚糖-Al3+双网络纳米复合水凝胶。水凝胶形成中，聚丙烯酰胺(PAM)经过化学交联形成化学交联网络，羧甲基木聚糖(CMH)的羧基与Al3+形成离子交联网络，GO作为纳米增强材料。主要研究了CMH、GO用量对双网络纳米复合水凝胶力学性能的影响。结果表明：相比于PAM单网络水凝胶，CMH和GO的引入均都有效的提高水凝胶的压缩力学强度，并且压缩强度随着CMH和GO浓度增加而增加。当CMH/(CMH+AM)的质量比为45wt%，GO/(CMH+AM)的质量比为3.5wt%时，最大抗压强度和杨氏模量分别达到1.12MPa和13.27MPa，相比PAM纯水凝胶(0.017MPa和0.072MPa)，分别提高了64.88倍和183.30倍。该水凝胶具有较好的力学性能，将在生物组织工程领域有着潜在的应用前景。　　2、借鉴双网络和纳米复合水凝胶的增强机理，利用Ca2+诱导GO的作用�

关 键 词： 复合水凝胶 半纤维素 木材 制备工艺 各向异性 生物相容性

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