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羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能探究摘要：本探究以高分子聚丙烯酰胺(PAM)作为基础材料，利用生物材料羧甲基壳聚糖(CMC)和无机材料纳米氧化物作为增强剂，制备出一种新型的高强度、高稳定性的智能纳米复合水凝胶。
在不同的制备条件下对该复合水凝胶进行系统的物理、化学性质的分析与表征，结果表明复合水凝胶具有较高的吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能，能够广泛应用于医学、生物、环境等领域。
关键词：羧甲基壳聚糖，纳米复合水凝胶，智能响应，稳定性，增强效果。
1. 前言水凝胶在现代生物、医学、环境和能源等领域广泛应用，然而传统的水凝胶在吸水性、机械强度、稳定性和响应性等方面存在一定的限制，制约了其应用。
因此，探究一种新型高性能的水凝胶具有重要的科学探究和应用价值。
2. 试验材料与方法2.1 试验材料聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基壳聚糖(CMC)、纳米氧化物、N,N-二甲基乙酰胺(DMAM)、甲醛等。
2.2 试验方法接受自由基聚合法和化学交联法相结合的方法制备智能纳米复合水凝胶，通过DMA、TGA、SEM、XRD等方法对其进行性能测试及形态表征，对吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能进行有效的评估和分析。
3. 结果与谈论3.1 羧甲基壳聚糖对水凝胶性能的影响不同质量比下CMC与PAM的复合水凝胶产物比纯PAM凝胶的吸水性能、机械强度都有所提高，其中CMC质量为0.025g/gPAM、0.05g/gPAM、0.1g/gPAM的复合水凝胶吸水率比纯PAM凝胶增加了32.1%、41.5%、46.3%，机械强度比纯PAM凝胶增加了10.24%、16.12%、28.08%，因此CMC能有效地提高水凝胶的性能。
3.2 纳米氧化物对水凝胶性能的影响CMC/PAM复合水凝胶中添加不同质量比的纳米氧化物对水凝胶性能的影响不同，当纳米氧化物质量比为0.1g/gPAM时，水凝胶的吸水率最高，为2794.6%。
但是在机械强度方面，纳米氧化物的加入会使水凝胶的机械强度下降，需取得适当的添加量。
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》篇一摘要：本文研究了智能纳米复合导电水凝胶的设计方法，以及其在医用柔性电子设备中的应用。
通过制备具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的水凝胶材料，成功应用于多种生物医疗场景，如肌肉电刺激、神经信号检测和药物控制释放等。
一、引言随着科技的进步，柔性电子设备逐渐成为各领域研究的热点。
其中，智能纳米复合导电水凝胶因其独特的物理和化学性质，在生物医疗领域具有巨大的应用潜力。
本文将探讨此类水凝胶的设计方法及其在医用柔性电子设备中的应用。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计1. 材料选择与制备设计智能纳米复合导电水凝胶首先需要选择合适的基体材料和导电材料。
通常，水凝胶由聚合物、溶剂和水等组成，其骨架通过共价或非共价方式结合。
而导电材料如碳纳米管、金属纳米粒子等则被均匀地分散在水凝胶中，以提高其导电性能。
2. 纳米复合技术采用纳米复合技术，将导电材料与水凝胶基体进行复合。
通过控制纳米粒子的尺寸、形状和分布，实现水凝胶的高导电性和良好的柔韧性。
此外，纳米技术还可以增强水凝胶的生物相容性，使其能够适应复杂的生物环境。
三、智能纳米复合导电水凝胶的性能研究1. 物理性质本研究所制备的智能纳米复合导电水凝胶具有高柔韧性、良好的抗拉强度和优异的抗疲劳性能。
其结构能够适应各种弯曲和扭曲的形状变化，为在柔性电子设备中的应用提供了可能。
2. 化学性质该水凝胶具有良好的生物相容性，对生物体无毒无害。
同时，其表面带有丰富的活性基团，可与其他生物分子进行反应，为生物医疗应用提供了便利。
3. 导电性能通过纳米复合技术，水凝胶的导电性能得到了显著提高。
在一定的压力下，其电导率能够满足实际使用需求，适用于多种电信号的传输和控制。
四、在医用柔性电子设备中的应用1. 肌肉电刺激利用智能纳米复合导电水凝胶的高柔韧性和导电性，可将其应用于肌肉电刺激治疗中。
通过将电极与水凝胶结合，实现无创、无痛的电刺激治疗，有效改善肌肉功能。
智能水凝胶的最新研究进展作者：冯亚莉来源：《科教导刊·电子版》2017年第06期摘要本文主要对智能水凝胶的分类和制备方法进行了简单介绍，并概述了智能水凝胶在药物控释、酶的固定、生物支架材料以及农林业等方面的应用。
关键词智能水凝胶分类制备方法应用中图分类号：O648 文献标识码：A水凝胶是一类具有三维网络结构的亲水性高分子材料，能够在水中显著溶胀但不溶解。
根据对外界刺激的响应情况，水凝胶主要分为传统水凝胶和智能水凝胶。
其中智能水凝胶在药物控释、酶的固定和生物工程材料等众多领域均有广泛的应用。
1智能水凝胶的分类根据对外界环境刺激的响应程度，智能水凝胶通常分为温敏型水凝胶、pH敏感型水凝胶、光敏型水凝胶、电敏型水凝胶以及多重敏感型水凝胶等。
1.1温敏型水凝胶温敏型水凝胶的溶胀性会随外界环境温度的改变而改变。
传统温敏型水凝胶多采用丙烯酰胺为原料，具有一定的毒性且不易降解。
现在更多采用的是具有生物相容性、可降解性的壳聚糖、纤维素和海藻酸钠等天然高分子材料来进行制备。
Scherman等制备的温敏型水凝胶具有可逆性，因此表现出了动态的温度响应特性。
1.2 pH敏感型水凝胶pH敏感型水凝胶的溶胀性会随外界环境pH值的改变而改变。
pH敏感型水凝胶中含有大量易水解或质子化的酸、碱基团，如羧基和氨基，这些基团的解离易受外界环境pH值的影响。
pH敏感型水凝胶一般分为阴离子型pH敏感水凝胶、阳离子型pH敏感水凝胶和两性离子型pH敏感水凝胶。
Kang等利用链转移自由基聚合反应制备了具有pH和温度双重敏感性的智能水凝胶。
1.3光敏型水凝胶当受到光刺激后，光敏型水凝胶的溶胀性会发生显著的改变。
一般地，在胶体的制备过程中，引入对光敏感的基团或是发色基团，制得的水凝胶即具有光敏性。
例如Jiang等制备了具有光响应性的准轮烷水凝胶，这种制备方法为准轮烷系统的应用提供了一个崭新的研究平台。
1.4电敏型水凝胶电敏型水凝胶的溶胀性会随外加直流电场的改变而改变。
水凝胶的研究进展俊机哥哥0913010407(广西师范学院化学与生命科学学院09高分班)摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。
关于水凝胶的制备，我们在文章的介绍了三种方法：单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。
关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学前言水凝胶这个词最早出现于1960年，当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。
它本身是硬的高聚物，但它汲取水分后就变成具有弹性的凝胶，故称水凝胶。
水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够汲取大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶化。
水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。
由于其具有三维网络结构，故相对分子质量很高，其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。
溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内，交联密度越大，三维网络间的空问就越小，水凝胶在溶胀时汲取的水分也就越少。
由于水凝胶外表不易粘附蛋白质和细胞，故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性；其它，水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软，并且类似于生物体组织，故作为人体植入物可以减少不良反响。
因此，水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。
例如，PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。
PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。
PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。
水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。
水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。
其它，水凝胶在日用品，工业用品，农业、土建等领域也有广泛应用。
1 水凝胶的制备1. 1 单体聚合并交联合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了局部单体及交联剂。
表1水凝胶制备中常用的单体和交联剂水凝胶可以由一种或多种单体采纳电离辐射、紫外照耀或化学引发聚合并交联而得。
一般来说,在形成水凝胶过程中需要参加少量的交联剂。
水凝胶研究进展综述
以下是关于水凝胶研究的一些综述性的进展：
水凝胶是一类高度吸水性的材料，其网络结构能够保持大量的水分，并且可以在不失去结构稳定性的情况下释放水分。
这使得水凝胶在许多领域，包括生物医学、药物传递、生物传感、柔性电子学、农业等方面都有着广泛的应用。
以下是一些水凝胶研究领域的进展：
1.合成方法：
•不断有新的合成方法被提出，以实现对水凝胶结构和性质的精确控制。
这包括自组装方法、模板法、交联聚合法等。
2.生物医学应用：
•水凝胶在生物医学领域的应用备受关注。
例如，水凝胶可以用于药物传递、组织工程、创伤敷料、生物传感器等方
面。
其生物相容性和可调节的物理化学性质使得其在医学
领域有着广泛的潜力。
3.柔性电子学：
•水凝胶因其柔软、透明、高吸水性等特性，在柔性电子学领域也得到了广泛关注。
例如，可在水凝胶基底上制备柔
性传感器、可穿戴电子设备等。
4.环境应用：
•在环境保护和农业领域，水凝胶也发挥着作用。
其可以用于水资源的调控、土壤保湿、植物生长的改良等。
5.智能响应性：
•研究者们通过引入响应性物质，使得水凝胶可以对外界刺激（如温度、pH、光照等）做出智能响应。
这为一些可控
释放和刺激响应性的应用提供了新的可能性。
这些领域的研究取得了显著的进展，不断有新的水凝胶材料、结构设计和应用方法涌现。
在不同学科领域的交叉合作下，水凝胶将有望在更多领域发挥其优越性能。
需要注意的是，研究进展可能会随着时间的推移而有所更新，因此建议查阅最新的文献和综述以获取最新信息。
水凝胶应用现状及研究进展作者：杨家杰来源：《西部论丛》2018年第12期摘要：水凝胶（Hydrogel）是以水为分散介质的凝胶。
具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。
是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。
本文主要叙述了水凝胶的研究历史、形成原理、分类、制法，简要介绍了其应用现状，并对展望其研究进展。
关键词：水凝胶高分子材料研究应用一、研究历史1、美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称，他们开发出一种新型水凝胶生物材料，在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞，能帮助刺激病人骨髓产生干细胞，长出新的软骨。
在临床试验中，新生软骨覆盖率达到86%，术后疼痛也大大减轻。
论文发表在2013年1月9日出版的《科学·转化医学》上。
2、埃里希还说，研究小组正在开发下一代移植材料，水凝胶和黏合剂就是其中之一，二者将被整合为一种材料。
此外，她们还在研究关节润滑和减少发炎的技术。
3、加拿大最新的研究显示，水凝胶（Hydrogel）不仅有利于干细胞（Stem cell）移植，也可加速眼睛与神经损伤的修复。
研究团队指出，像果冻般的水凝胶是干细胞移植的理想介质，可以帮助干细胞在体内存活，修复损伤组织。
4、中国科学院兰州化学物理所研究员周峰课题组利用分子工程，设计制备出一种具有双交联网络的超高强度水凝胶，大大提高了水凝胶的机械性能。
相关研究已发表于《先进材料》。
5、据国外媒体报道，美国加州大学圣迭戈分校的纳米科学工程师日前研发出了一种凝胶，这种凝胶中含有能够吸附细菌毒素的纳米海绵。
这种凝胶有望用于治疗抗药性金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA。
这种细菌产生了对所有青霉素的抗药性，常常被称作“超级细菌”）导致的皮肤和伤口上的感染。
海藻酸钠复合水凝胶研究进展一、本文概述海藻酸钠作为一种天然多糖类高分子化合物，因其良好的生物相容性、生物降解性以及优异的凝胶性能，在生物医学、药物递送、组织工程等领域受到广泛关注。
近年来，随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的研究取得了显著进展。
本文旨在综述海藻酸钠复合水凝胶的最新研究进展，包括其制备方法、性能优化、以及在各个领域的应用情况，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。
本文将首先介绍海藻酸钠的基本性质及其在复合水凝胶中的应用优势。
随后，将重点阐述海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括物理交联、化学交联和生物酶法等，并分析各种方法的优缺点。
接着，将探讨海藻酸钠复合水凝胶的性能优化策略，如增强机械强度、调节降解速率、提高生物活性等。
还将详细介绍海藻酸钠复合水凝胶在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的应用现状，并展望其未来的发展前景。
通过本文的综述，我们期望能够为海藻酸钠复合水凝胶的研究和应用提供更为全面和深入的理解，推动该领域的技术进步和创新发展。
二、海藻酸钠复合水凝胶的制备方法随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的制备方法日趋多样化，以满足不同领域的应用需求。
目前，主要的制备方法包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等。
物理交联法主要利用海藻酸钠分子链间的相互作用，如离子键、氢键等，通过改变溶液的温度、pH值或添加盐类等物理手段，诱导海藻酸钠分子链发生交联，从而形成水凝胶。
这种方法操作简单，条件温和，但形成的凝胶强度相对较低，稳定性有待提高。
化学交联法则是通过引入化学交联剂，如戊二醛、丙烯酰胺等，与海藻酸钠分子链发生化学反应，形成共价键，从而增强凝胶的强度和稳定性。
这种方法制备的凝胶具有较高的机械强度和化学稳定性，但交联剂的引入可能会引入潜在的毒性或生物不相容性，因此在生物医学领域的应用受到限制。
辐射交联法利用高能辐射如紫外线、伽马射线等，引发海藻酸钠分子链发生断裂并重新组合，形成三维网状结构，从而制备出水凝胶。
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》篇一摘要：本文研究了智能纳米复合导电水凝胶的设计方法，并探讨了其在医用柔性电子设备中的应用。
首先，通过分析水凝胶的组成和结构，设计出具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的智能纳米复合导电水凝胶。
其次，通过实验验证了该水凝胶在医用柔性电子设备中的实际应用效果，包括在生物电信号检测、药物释放和皮肤修复等方面的应用。
最后，总结了该水凝胶的优点和不足，并对其未来发展方向提出了建议。
一、引言随着科技的发展，柔性电子设备逐渐成为研究的热点。
特别是在生物医学领域，具有良好生物相容性和高导电性的柔性电子设备对于实现人体健康监测、疾病治疗和康复具有重要意义。
智能纳米复合导电水凝胶作为一种新型的柔性电子材料，因其独特的物理和化学性质，在医用柔性电子设备中具有广阔的应用前景。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计（一）水凝胶的基本组成和性质水凝胶是由高分子网络和水构成的交联体系，具有独特的物理性质和化学性质。
为了设计出具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的智能纳米复合导电水凝胶，我们选择了具有良好生物相容性和电导率的材料作为基础。
（二）纳米材料的引入为了进一步提高水凝胶的导电性能和机械性能，我们引入了纳米材料。
纳米材料因其独特的尺寸效应和表面效应，可以显著提高材料的导电性和机械强度。
我们选择了具有高导电性和稳定性的纳米材料与水凝胶进行复合。
（三）设计思路与实现方法我们通过共价键合和非共价相互作用将纳米材料与水凝胶进行复合。
首先，通过分子设计和合成，制备出具有特定功能基团的高分子链。
然后，将高分子链与纳米材料进行复合，形成稳定的纳米复合结构。
最后，通过交联反应制备出智能纳米复合导电水凝胶。
三、智能纳米复合导电水凝胶在医用柔性电子设备中的应用（一）生物电信号检测智能纳米复合导电水凝胶可以用于生物电信号检测。
由于其具有良好的生物相容性和高导电性，可以用于制备电极材料，用于监测生物体内的电信号，如心电图、脑电图等。
智能复合水凝胶材料研究进展综述了近年来以无机增韧相（石墨烯、金、粘土和二氧化硅）和生物质增强相（纤维素和木质素）为基的智能水凝胶复合材料的研究进展；概括了其在增韧增强的同时带来的新功能，并对智能水凝胶复合材料的应用前景进行了展望。
标签：智能复合水凝胶材料；无机物；生物质；应用智能水凝胶是能够对外界环境（如温度、pH、电场、光、磁场、特定生物分子等）微小的变化或刺激有显著响应的三维网络结构的亲水性聚合物。
基于水凝胶的三维网络结构和环境敏感性，智能水凝胶广泛应用于记忆材料[1]、药物缓释[2～4]、敷料、组织工程[5]、智能纺丝、化学机械器件、物质分离、酶的固载等领域。
由于水凝胶网络中缺少有效的能量耗散机制，积累的能量接近裂纹尖端不能在凝胶中消散，导致水凝胶存在易断裂、力学强度低、韧性差等缺点[6]，从而限制了其在实际生活中的应用。
为此，可以通过加入类似于陶瓷基复合相的增韧相或者生物质基增强相来吸收裂纹扩展释放的能量，从而达到增强水凝胶机械强度的目的。
本文综述了利用无机物增韧相，生物质基增强相等复合材料改进智能水凝胶性能，实现增韧、增强作用，同时引进新的基团赋予其新功能，展望了智能复合水凝胶材料的应用前景。
1 智能复合水凝胶种类1.1 无机物复合相陶瓷基复合材料的增韧相是无机物复合相使用最为广泛的材料之一，如粘土、二氧化硅、石墨烯类、纳米金属等。
无机增强相分散在连续相中，达到增强水凝胶的作用。
1.1.1 石墨烯类石墨烯是目前自然界最薄、最强韧的材料，断裂强度比钢材的还要高200倍，它具有非常好的导热性、电导性、透光性和超大比表面积等特性，同时具有较好的弹性[7]。
其独特的结构及性能可显著提高复合材料的机械性能与热稳定性。
氧化石墨烯（GO）是石墨烯的一种重要衍生物，其表面有大量的羟基、环氧基及羧基，在水溶液和极性溶剂中有良好的分散性，可与亲水性聚合物形成纳米复合水凝胶材料。
GO的亲水性基团增强了GO与基体材料间的界面相互作用，具有良好的相容性，能显著改善材料的力学性能。
Shi等[8]将少量化学交联的小分子和物理交联的氧化石墨烯纳米粒子混合制备了新型近红外（NIR）光响应性的聚（N-异丙基丙烯酰胺）/氧化石墨烯（PNIPAM-GO）高拉伸性能的纳米复合水凝胶。
1.1.2 金金纳米棒（AuNRs）具有各向异性的光电性能及突出的光热效应，能吸收近红外光产生“热量”，导致周围环境温度升高。
Dong等[9]将丁烯酸改性的金纳米棒作为种子，利用种子沉淀聚合法制备以金纳米棒为核，交联的聚N-异丙基丙烯酰胺为壳的核-壳结构的复合微凝胶，该凝胶具有良好的机械强度和单分散性热响应。
通过透射电镜、原子力显微镜和动态光散射仪分别表征了其核-壳结构与热响应性。
其紫外-可见-近红外吸收光谱测试表明该微凝胶具有较好的温度可调性。
Manikas等人[10]将PNIPAM与单链DNA这一温敏性水凝胶作为模板，在双贵金属金/银表面制备等离子体表面。
由于金和银纳米粒子可通过静电相互作用与水凝胶模板进行吸附，操作简单且准确性高，该水凝胶不仅具有温敏性，还具有等离子体性质，同时力学性能有所增加。
1.1.3 粘土粘土是一种用得较多的复合材料增韧相，粘土/聚合物是非常典型的纳米复合水凝胶。
Chen等人[11]用N-异丙基丙烯酰胺与粘土合成聚N-异丙基丙烯酰胺-粘土纳米复合材料水凝胶。
由于不同粘土片层厚度的水凝胶溶胀性能不同，在不同温度下弯曲程度与速度也不一样，或舒展或卷曲，使得水凝胶具有良好的弯曲性能和优异的弹性响应，可用作包装、夹取等材料。
还可以将氧化石墨烯和粘土混合使用制备智能水凝胶复合材料。
Chao等人[12]通过原位自由基聚合和氧化石墨烯的化学还原制备非导电石墨烯-PNIPAM-粘土水凝胶。
结果表明，该水凝胶是由致密层和疏松多孔层交替堆积而成的多层分层的异质结构体系。
在拉伸测试中，刚性密叠层作为牺牲层，在较低的应力下断裂，而作为耗能层的可伸展疏松层伸展，使得该水凝胶力学性能得到整体优化。
1.1.4 二氧化硅二氧化硅作为复合相应用最广的是二氧化硅的纳米粒子。
纳米二氧化硅呈絮状或网状结构，具有纳米粒子特有的小尺寸效应与表面效应。
二氧化硅以纳米尺寸均匀分布在有机物网状结构中，由于其较高的表面能与表面结合能，极易与基体材料在分子水平上结合，起到明显的增强效果，对于水凝胶还能起到增韧作用[13]。
Zaragoza等人[14]研究含二氧化硅纳米粒子的聚丙烯酰胺水凝胶的弹性性能与热性能，观察到二氧化硅纳米粒子的浓度和大小影响水凝胶性能，其弹性模量和热扩散率具有类似的增强趋势。
同时也观察到复合水凝胶材料相对于纯的水凝胶具有较低的溶胀性，这是因为纳米粒子在聚合物网络中为伪交联。
通过利用纳米粒子增加水凝胶的平均交联密度，使复合材料具有更好的机械性能和热性能。
Dogru等[15]先用3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅改性，提高其与聚合物结构的相互作用，然后通过自由基聚合合成聚N-异丙基丙烯酰胺为基质、纳米二氧化硅改性的冷冻凝胶。
动态光散射技术证明纳米二氧化硅粒径分布均匀，经热力学与力学测试发现，加入改性纳米二氧化硅提高了凝胶的热力学与机械性能。
1.2 生物质复合相很多生物体软组织可以看作是内部包含着细胞和纤维增强相的水凝胶基质。
研究表明，在水凝胶中添加纤维是提高水凝胶强度和韧性的一条有效途径，但是纤维较少应用于复合智能水凝胶。
现在研究者更多的是将生物质增强相（纤维素、木质素和壳聚糖等）改性带上其他基团或者与其他单体或聚合物反应，使其或增韧增强水凝胶，或提高其他性能。
1.2.1 纤维素纤维素是极性分子，分子链之间有很强的相互作用力，且纤维素分子内与分子间都能形成氢键，同时具有六元吡喃环结构使糖苷键内旋转困难导致分子链刚性大大增加。
利用纤维素这个性质可以改善智能水凝胶的强度与韧性，同时纤维素能提高水凝胶生物相容性和无毒性。
Dutta等[16]分别在氧化还原交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）和N，N′-双（丙烯酰）胱胺（CBA）作用下，N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）、甲基纤维素共聚制备共聚（CP）水凝胶和在羧甲基纤维素存在下聚合NIPA合成半互穿网络（SIPN）水凝胶，这2种水凝胶都具有pH温度和氧化还原性。
研究了CP水凝胶与相应的SIPN水凝胶的溶胀度，羧甲基纤维素对溶胀度的影响，以及在不同的pH值、温度和还原剂谷胱甘肽（GSH）存在下，进行了药物溶解酶体外释放试验，发现在较低的温度、较低的pH值和谷胱甘肽存在的环境时，释放速率最大。
Duan等[17]以过硫酸铵为引发剂，纤维素纳米晶须（CNWs）、丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酸十八酯（C18）为单体，通过胶束共聚合制备了可自愈合的水凝胶。
该水凝胶能自愈合主要是因为在室温下，其相关的胶束被破碎或切割，可以通过解离与重组简单地修复，使断裂的表面自我愈合。
1.2.2 木质素木质素存在于木质组织中，用于硬化细胞壁。
木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。
因此，利用木质素可增强智能水凝胶的强度与韧性。
Dan等人[18]通过原子转移自由基聚合制备一系列的聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯（PEGMA）接枝木质素的超支化共聚物，控制PEGMA与木质素的密度可控制其分子质量。
由于其超支化结构，在α-环糊精存在下，其水溶液形成了具有非常低的临界凝胶浓度的超分子水凝胶。
对超分子凝胶流变性能研究发现其具有可调的机械响应性与良好的自愈能力。
该新型绿色超分子水凝胶有优良的生物相容性，在智能生物材料的生物医用中有巨大的应用前景。
木质素的加入不仅增强增韧水凝胶，也实现了使水凝胶的可控机械响应、生物相容以及降解性能。
2 智能复合水凝胶材料的应用无机物与生物质复合相会显著增加水凝胶的机械强度，以及智能水凝胶本身具有的刺激响应性，使得智能水凝胶复合材料在药物控释、生物医药、组织工程等领域有着巨大的应用前景。
2.1 药物控释药物控释的主要目的是延长药物作用时间、降低药物毒性、减少给药次数。
控释药物一般由药物和载体材料构成，石墨烯巨大的比表面积和良好的生物相容性使其常被用作药物载体。
Guo等[19]利用壳聚糖功能化氧化石墨烯（CS-GO）纳米载体与聚乳酸（PLA）-聚（乙二醇）（PEG）-聚乳酸温敏水凝胶复合制备了一种新的局部亲水阿霉素（DOX）药物缓释系统。
CS-GO纳米载体通过π-π堆叠和疏水相互作用装载DOX药物，然后将DOX/CS-GO混入温敏性水凝胶基质中得到可注射亲水性阿霉素缓释系统。
该水凝胶在室温时是可流动的溶胶，在环境温度时是凝胶。
细胞毒性试验表明PLA-PEG-PLA水凝胶与CS-GO纳米载体均无细胞毒性，而CS-GO/DOX纳米载体不仅增加了细胞摄取量，还增加了细胞毒性。
同时PLA-PEG-PLA/（CS-GO/DOX）缓释体系药物可以持续释放200 h 以上。
而生物质都来源于植物纤维，本身具有无毒、可生物降解和生物相容性等优良特性，同时还能增韧增强水凝胶。
Kwon[20]研究了含有异甘草素（ILTG）、具有pH敏感的羟乙基纤维素（HEC）/透明质酸（HA）复合水凝胶的理化性质，用于通过皮肤给药治疗因pH失衡的皮肤疾病。
HA有良好的皮肤渗透性与pH 敏感性，而HEC起到支架作用。
HEC：HA质量比为1：3时，有最佳的流变性能和粘接性能，且在pH=7，ILTG存在下，可通过毛囊渗透到皮肤抑制痤疮杆菌的生长，实现对痤疮的治疗。
2.2 组织工程水凝胶有着与人类组织极其相似的含水率、良好的生物相容性。
在生物体内，水凝胶既不影响生命体的代谢过程，代谢产物又可以排出，其性质类似于细胞外基质部分，吸水后可减少对周围组织的摩擦和机械作用[21]。
然而，细胞外基质具有一定的硬度，细胞只有在模拟组织硬度的基底上培养才会表现出与在体内环境相仿的行为。
单洁玲等[22]综合介绍了一系列可智能化调控同时兼具一定硬度的水凝胶，及其构建的不同体外细胞培养模型。
Zhang等[23]用II型胶原蛋白、透明质酸（HA）和聚乙二醇（PEG）合成一种复合水凝胶，并将磁性纳米粒子加入该复合水凝胶中形成磁性纳米复合水凝胶（MagGel），用于软骨组织工程。
实验表明，MagGel能在保持结构完整性的同时对外部磁铁产生响应，即MagGel 在远程磁导航下能移动到生理体液中组织缺损部位。
骨髓间充质干细胞（BMSCs）易在培养时吞噬磁性纳米粒子，但磁性纳米粒子的存在不影响骨髓间充质干细胞粘附和形态。
摄入的纳米粒子可能被溶酶体分解，通过胞吐作用分泌出去。
该研究介绍的磁响应性纳米复合水凝胶在软骨组织工程中有着巨大的应用前景，还可以与电刺激相结合，研究其对细胞功能的影响，拓展其应用。
2.3 吸水材料智能水凝胶复合的吸水材料具有智能水凝胶响应外界环境刺激的敏感性，同时有一定的机械强度，不易破碎。
