pH振荡反应协同动态共价键构建具有自主弯曲形变功能的智能水凝胶

基本信息
批准号:51503063
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:梁恩湘
学科分类:
依托单位:湖南理工学院
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑淑琴,杨长安,刘湘枝,雷罗娜
关键词:
动态共价键智能水凝胶自主弯曲pH振荡反应动态交联
结项摘要

How to solve the problems such as the rhythmical bending deformation of traditional intelligent gel, small volume change and single deformation (swelling-shrinking)of self-oscillating gel, the project proposes a new approach to construct a novel kind of intelligent gel with autonomic, periodical and reversible bending-stretching change utilizing chemical oscillating reaction (pH oscillator) as the stimuli, double-layer gel as the object of study and dynamic covalent bond as dynamic crosslinking in the gel. The influence of the external factor will be investigated to reveal the mechanism and rules of deformation. A controllable and adjustable method for bending deformation of gel may be obtained. Furthermore, based on the intelligent gel with autonomic, periodical and reversible bending-stretching change, intelligent gel actuator with complicated and biomimetic deformation behavior can be designed. The research will greatly expand concept and research field of traditional intelligent gel. This is an important step toward mimic multidimensional deformation function for living organism.

针对传统智能水凝胶不能自主弯曲形变、自振荡水凝胶的体积变化幅度小且形变单一(溶胀-收缩变化)等局限性,本申请拟以化学振荡反应(pH振荡反应)为刺激源,以双层结构凝胶为研究对象,以动态共价键(苯硼酸酯键)为动态交联点,构建一类具有自主、循环、可逆弯曲-伸展形变的智能水凝胶体系。通过水凝胶形变性能影响因素的考察,揭示形变的规律和机理,获得弯曲响应行为可控、可调的方法。进一步以具有自主弯曲-伸展形变的水凝胶为载体,设计制备具有复杂形变及仿生形变行为的智能凝胶驱动器。将极大拓宽传统智能高分子的概念与研究领域,有望为模拟生物体多维形变功能迈出重要一步。

项目摘要

如何赋予智能水凝胶具有与自然界中类似的自主变化行为,模拟自然界中存在的自主变化现象,是广大研究者积极探索的新方向。本项目获得了可逆组装多维水凝胶结构的方法,考察了组分浓度、pH值、厚度对双层水凝胶的弯曲响应行为的影响,阐明了弯曲响应机理。结合pH振荡体系,基于pH响应的双层水凝胶,构建一类具有自主、循环、可逆弯曲-伸展形变的智能水凝胶体系。进一步以具有自主弯曲-伸展形变的水凝胶为载体,设计制备具有复杂形变行为及仿生形变行为的智能凝胶驱动器。这将极大拓宽传统智能高分子的概念与研究领域,为模拟生物体多维形变功能迈出重要一步。经过三年的努力研究,在国际期刊上发表SCI收录论文7篇,核心期刊1篇。培养硕士研究生2名,协助培养本科生多名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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