导　　师： 王涛

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 本工作的主要目的是制备高强度的形状记忆水凝胶并对水凝胶的自发驱动行为进行探索。研究的基本思路是首先利用溶剂交换的方法制备具有疏水相互作用的高强度水凝胶，并利用疏水相互作用的动态可逆性研究凝胶溶剂响应的形状记忆、驱动功能及应用;其次将含有邻苯二酚结构的多巴胺引入水凝胶中，制备具有pH响应的形状记忆水凝胶并研究其自驱动行为;最后探索溶胀诱导水凝胶自发驱动行为的普适性原理。本工作的主要内容如下：　　1.溶剂响应的凝胶的制备是将疏水单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)与亲水单体甲基丙烯酸(MAA)及交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)在二甲基亚砜(DMSO)和H2O的混合溶剂中共聚。通过将刚制备的凝胶浸泡在H2O中一定时间可以获得力学性能与人体软骨和皮肤接近的超高强度(9MPa)和超高模量(200MPa)的水凝胶。凝胶在H2O中能够发生疏水相互作用产生新的交联网络，在DMSO中疏水相互作用解离，新的交联网络解离，这种可逆的交联结构变化赋予凝胶良好的形状记忆、可逆体积变化及其他性质。将凝胶与硅胶复合制备的双层驱动器在30s内即可发生变形和回复行为，表现出快速溶剂响应驱动特性。　　2.我们采用“一锅法”将多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)及交联剂BIS共聚制备具有快速pH响应的形状记忆多巴胺水凝胶。将水凝胶固定在NaOH溶液中20s可以获得临时形状;将具有临时形状的水凝胶浸泡在HCl溶液中60s可以回复至原始形状，这是因为邻苯二酚与Fe3+的络合结构从三重结合变成单重结合，使网络交联密度下降。该水凝胶还表现出独特的自发驱动行为，具有少量残余螺旋形状的水凝胶可以自发地在NaOH溶液中变形至螺旋形状，这可能是水凝胶溶胀和残余形变、新交联点形成协同作用的结果。　　3.我们进

关 键 词： 高强度水凝胶 形状记忆 多巴胺 响应 自发驱动