银纳米水凝胶文献综述
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结果与讨论:1、水溶性银纳米离子制备过程中,利用NaBH4的还原性还原AgNO3制备银纳米液溶胶,需要低浓度的反应物和缓慢的滴加速度,并且在这个过程中不可发生强烈震荡,严防银纳米液溶胶聚沉。
而NaBH4溶于水与AgNO3反应会产生H2,容易发生液溶胶聚沉,采用冰盐浴可以使反应速度减慢,使液溶胶很好的分散开,防止了液溶胶的聚沉。
2、在水溶性银纳米离子制备过程中,随着AgNO3的加入,还原剂水溶液颜色逐渐由无色变为浅黄色,最后变为棕黄色。
AgNO3与NaBH4反应的化学方程式为AgNO3+ NaBH4+ H2O=Ag+NaNO3+B(OH)3+3.5H2,NaBH4碱性溶液的颜色为棕黄色,溶液颜色的变化主要是生成物为NaBH4提供了一个碱性环境[2]。
图1-3为颜色变化历程。
图1 初始图像图2 滴加过程图3 四组水溶性银纳米体系的对比图3中左起前三个颜色过深,可能是制备水溶性银纳米溶胶过程中,滴加速度过快导致溶胶聚沉的原因。
3、油溶性银纳米粒子制备时,银纳米粒子初与油酸钠溶液和有机溶剂环己烷混合时,根据相似相溶原理,产生分层现象(如图4),上层为无色有机层,下层为水溶胶和油酸钠的混合溶液。
剧烈搅拌1h 后形成乳化体系,再放入K 2SO 4(无机盐的作用是诱导纳米粒子进行相转移),继续搅拌1h ,混合溶液自动分层,此时溶胶完成相转移,上层为金黄色油溶性银纳米粒子,下层为无色水溶液(理论上)。
如图5所示,实际上上下层的颜色都要比理论颜色深,可能还是银纳米溶胶的聚沉造成的[3-5]。
图4 初始混合 图5 相转移完成图4、紫外表征结果:图6-图9、图11-图15分别是同种有机溶剂环己烷(异辛烷)不同无机盐的紫外光谱图。
通过图6-图9、图11-图15的对比可知,曲线在320nm 作用出现了吸收峰,表明这些无机盐都具有诱导纳米粒子进行相转移的能力,但是有差异,不同无机盐对应的不同溶胶的透光率不同。
无机盐相同时,有机溶剂不同(图6和图14、图7和图15、图8和图12、图9和图13),溶胶的紫外光谱图基本一致。
纳米银抗菌凝胶材料的综述报告【摘要】:本文综述了纳米材料——纳米银凝胶在医疗上的研究及应用。
特别是在人体皮肤大量深度烧伤的情况下,这种材料的无与伦比的和不可替代的抗菌作用。
关键词:纳米银凝胶皮肤烧伤毒性研究【Abstract】This paper reviewed that the nanometer material-silver Nan particles have the great effect in medical research and application. Especially, in skin burned, the material is incomparable and it plays an important role which cannot be replaced.【Key Words】Nano silver gel shin burns anti-bacterial引言深度烧伤患者创面愈合后期往往存在难愈残余创面,不仅住院时间长.增加患者痛苦。
而且加重患者经济负担。
理想的烧伤创面外用药应既具有抗感染作用,又能为创面愈合提供有利的局部环境,促进愈合过程,改善愈合质量⋯。
纳米银抗菌凝胶采用纳米技术,将单质银制成粒径约为25 nm的银微粒,与细菌体内去氧核糖核酸相结合,导致细菌微生物死亡,达到抗菌作用。
1 纳米银抗菌凝胶治疗烧伤原理分析感染是烧伤病人的主要死亡原因,而创面是烧伤感染中主要的病原菌侵入部位。
同时感染又严重影响创面愈合过程及愈后瘢痕增生情况。
因此,选择合适的创面外用药对烧伤的治疗起着重要作用。
目前临床上广泛应用且应用时间最久的外用药是磺胺嘧啶银,但近年发现该药对创面有一定刺激作用,可引起创面疼痛,同时可能抑制表皮细胞生长,对创面的愈合可能有延缓作用。
此外使用此药还需注意磺胺类药物的过敏反应。
而创面外用药纳米银抗菌凝胶对烧伤创面的临床疗效,有很好的抗菌及创面保护作用。
阴道用纳米银温敏喷雾凝胶的研究的开题报告一、研究背景随着社会的发展和女性健康意识的增强,女性生殖健康受到了越来越多的关注。
阴道炎等疾病的发病率不断上升,给女性的身心健康带来了一定的困扰。
纳米银温敏喷雾凝胶作为一种新型的阴道清洁产品,具有广泛的应用前景。
该产品可以有效杀菌、抗炎、防止感染,改善生殖健康状况。
因此,本研究旨在探讨阴道用纳米银温敏喷雾凝胶的疗效及安全性,为提高女性生殖健康水平提供科学依据。
二、研究内容1. 纳米银温敏喷雾凝胶的制备及性能测试,包括成分分析、物理化学性质、杀菌抗炎作用等。
2. 临床观察阴道用纳米银温敏喷雾凝胶治疗阴道炎的疗效,采用随机对照实验设计,分别观察治疗组和对照组的临床疗效及安全性。
3. 纳米银温敏喷雾凝胶的安全性评估,包括皮肤刺激性、过敏性等。
三、研究意义阴道炎等妇科疾病的治疗一直是女性健康研究的热点之一。
纳米银温敏喷雾凝胶作为一种新型的阴道清洁产品,具有杀菌、抗炎、营养滋润等多种功能,可以有效预防和治疗阴道炎等疾病。
本研究将为女性生殖健康提供一种新的治疗方案,为提高女性生殖健康水平做出贡献。
四、研究方法1. 实验室内制备纳米银温敏喷雾凝胶,测试其物理化学性质和杀菌抗炎作用。
2. 选择合适的研究人员,采用随机对照实验设计,招募符合入选标准的病人,将其随机分为治疗组和对照组,分别进行治疗和观察。
3. 采用SPSS软件对数据进行统计分析,得出结论。
同时进行纳米银温敏喷雾凝胶的安全性评估。
五、预期成果1. 纳米银温敏喷雾凝胶的制备及性能测试数据。
2. 阴道用纳米银温敏喷雾凝胶治疗阴道炎的疗效以及安全评估数据。
3. 本研究的成果将为阴道炎等妇科疾病的治疗提供一种新的治疗方案,从而提高女性生殖健康水平。
参考文献:1. 郑琳琳,赵雨晨. 纳米银在医药领域的应用研究进展[J]. 中国中药杂志, 2018, 43(23): 4669-4675.2. 徐佩玉,张志华,韩艳婷. 基于纳米技术的药物温敏喷雾剂的研究进展[J]. 云南大学学报(自然科学版), 2021, 43(2): 288-296.3. 王亮,李雪. 阴道用纳米银制药研究进展[J]. 世界最新医学信息文摘, 2020, 20(02): 90-92.。
载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶研究进展孙舒鑫;焦体峰;张乐欣【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2017(031)021【摘要】近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶得到人们的广泛关注.该复合体系通过结合银纳米颗粒与水凝胶,不仅可以利用水凝胶的光学和电学特性,同时也表现出了对温度、pH、介质离子强度的轻微变化以及对某些生物物质浓度变化的快速响应.对近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶的性能和分类方法的研究进展进行了详述,介绍了该复合水凝胶在催化领域、生物医学领域、纳米技术和环境污染物质降解等方面的应用.【总页数】7页(P62-68)【作者】孙舒鑫;焦体峰;张乐欣【作者单位】燕山大学环境与化学工程学院 ,秦皇岛066004;河北省应用化学重点实验室 ,秦皇岛066004;燕山大学环境与化学工程学院 ,秦皇岛066004;河北省应用化学重点实验室 ,秦皇岛066004;燕山大学环境与化学工程学院 ,秦皇岛066004;河北省应用化学重点实验室 ,秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】O648.11【相关文献】1.螺旋型可植入式微创葡萄糖传感器中PVA/PEG复合水凝胶外膜结构与响应性能[J], 陈杨;解丽丽;陈诚;李崭虹;潘帅;朱志刚2.聚N-异丙基丙烯酰胺/羧甲基壳聚糖纳米复合水凝胶制备及响应性能 [J], 卢研;向鑫;唐燕春;马敬红;梁伯润3.壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的流变学及其pH响应性能研究 [J], 何帅;李晖;马世明;苏治兰;黄春富4.表面活性剂-纳米颗粒相互作用与智能体系的构建(IV)非离子表面活性剂-纳米颗粒相互作用——氢键作用构建温度-响应性Pickering乳状液 [J], 张婉晴; 蒋建中; 崔正刚5.mahPEG800mah-AM-DMAEMA三元共聚复合水凝胶的增韧及智能响应性 [J], 许一婷;高辉;谢剑杰;邓胡军;李聪;戴李宗因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米银抗菌凝胶作用一、银是一种消毒剂银在医学上的使用可追溯到公元前。
古人知道银有加速创口愈合、防治感染、净化水质和保鲜防腐的作用。
用银器存放食物,能防止细菌生长,延长食物储存期。
我国明代医学家李时珍在《本草纲目》中记述:银屑有安五脏、定心神、止惊悸、除邪气等作用;久服能轻身延年,生银味辛寒、无毒;中医用银诊治有关疾病,西医用银治疡的记载也有100余年。
1884年,德国产科医生Crede将浓度1%的硝酸银溶液滴入新生儿眼中,预防新生儿结膜炎,使婴儿的失明率从10%降至0.2%。
直到今天为止,许多国家仍在使用Crede预防法,我国也不例外。
1893年,试验发现:银对细菌等微生物有杀灭作用。
因此,银成为一种消毒剂。
二、纳米银比银更强——杀菌作用今天,银在医学上有了更广泛的作用。
0.5%的硝酸银是医治烧伤和创伤的标准溶液;10~20%硝酸银涂抹可治疗子宫糜烂。
哥伦比亚大学Fox教授将银与磺胺嘧啶化合,产生磺胺嘧啶银,其活性比单独的磺胺至少强50倍。
纳米银的出现,突破了普通银制剂杀菌力比抗菌素弱的瓶颈。
科学家们发现,银在纳米状态下具有极强的杀菌作用,是普通银的数百倍。
三、纳米银的抗菌机理:纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶(-SH)结合,使菌体窒息而死;能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应,产生可塑性化合物,阻止病菌活动,杀死病菌;银可以和病原体的DNA结合,导致细菌DNA结构变异,抑制了DNA 复制,导致病菌失去了活力。
这种独特的作用机制,可杀死与其接触的大多数细菌、霉菌、孢子等微生物。
经国内八大权威机构研究发现:纳米银对耐药病原菌,如:耐药大肠杆菌、耐药金葡萄球菌、耐药绿脓杆菌、化脓链球菌、耐药肠球菌、厌氧菌等均有较强的抗菌活性;对烧烫伤及创伤表面常见的细菌,如:金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌及其它G+、G-致病菌等均有杀菌作用;对沙眼衣原体、性传播疾病的淋球菌也有强大的杀菌作用。
四、纳米银的抗菌特点:①强效杀菌:研究发现,Ag可在数分钟内杀死650多种细菌。
北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY( 2014 )届本科生毕业设计(论文)文献综述题目:银纳米水凝胶的制备及表征学院:化工与材料工程学院专业:应用化学学号: 100130075 姓名:李晴指导老师:冯献起顾明广教研室主任(负责人):顾明广2014 年 5 月17 日文献综述前言本人毕业设计的论题为《银纳米水凝胶的制备及表征》。
水凝胶的开发与研究也是探索智能材料的一个重要方向,银纳米水凝胶特殊性能也成了众多学者重点研究对象;大量的文献对银纳米粒子及其水凝胶的制备方法做出了介绍,并深入的研究了纳米银粒子的引入对水凝胶性能的影响;本文将在学习其研究成果的基础上,对银纳米水凝胶的制备及表征等方向做进一步的研究探索。
本文根据国内外学者对银纳米水凝胶的研究成果,借鉴他们的成功经验,在银纳米水凝胶研究中作出新的探索实验,这些文献给本文很大的参考价值。
本文主要查阅近几年有关银纳米及水凝胶方向研究的期刊文献。
灵敏材料,是能够感觉到环境或者它们自身状态变化,根据已有的目标作出判断,然后改变其功能的材料。
作为灵敏材料最重要的一个分支,形状记忆材料包括形状记忆合金,形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。
1941年,Vernon首次提出形状记忆的概念,然而,直到1960s,将交叉链式聚乙烯用于制作高温收缩管和胶片时,人们才认识到形状记忆的重要性。
1980s后期开始,主要致力于对形状记忆聚合物开发,1990s得到加速发展,仅在过去5-10年当中,就取得有重大意义的进展[1]。
众所周知,金属纳米材料在力学、光学、催化以及热学和电学等多方面,相对于传统材料而言,有着特殊性能,成为最具研究价值的功能材料。
水凝胶是一种能够溶胀于水中,而不会溶解的大分子聚合物,有较好的生物相容性和机械性能,在生物医学、形状记忆等众多领域有着广泛的应用。
传统的银离子有着很强的杀菌性能,而纳米银杀菌能力远大于银离子。
纳米纤维素/PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制备研究为了攻克竹材的长效防霉难题,以温敏性水凝胶PNIPAm为原料,将具有强杀菌作用的纳米银包埋其中制得温敏性抗菌纳米水凝胶,再与竹材复合制备防霉竹材,通过温敏性水凝胶的温变特性实现竹材的长效防霉。
主要研究结果如下:(1)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,引入TEMPO氧化的纳纤化纤维素(TO-NFC),采用自由基溶液聚合法制得一系列半互穿网络水凝胶,并研究了其溶胀性能和力学性能。
结果表明:TO-NFC的引入明显提高了PNIPAm水凝胶的溶胀性能和抗压性能,尤其具有高含量的TO-NFC,溶胀比可达42 g/g,压缩强度可达61.53 MPa,分别是纯PNIPAm的2倍、5倍。
(2)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用自由基溶液聚合法制得一系列纳米水凝胶,并研究聚合组分对水凝胶纳米粒径的影响。
结果表明:当单体PNIPAm浓度为0.75mg/mL、交联剂MBA浓度为0.255 mg/mL、引发剂KPS浓度为0.300mg/mL、催化剂TEMED浓度为0.563 mg/mL时,所制纳米水凝胶分散均匀,粒径可达28.6nm。
(3)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、丙烯酸(AAc)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,硝酸银(AgNO3)作为银源,采用自由基溶液聚合法制得Ag纳米复合水凝胶——Ag/PNIPAm和Ag/P(NIPAm-co-AAc),并研究其粒径分布和微观形貌。
结果表明:所制Ag纳米复合水凝胶的粒径在50nm左右,Ag/P(NIPAm-co-AAc)纳米水凝胶较Ag/PNIPAm的负载Ag纳米粒子多,其内部均匀分散着10nm左右的Ag颗粒,呈现出“核-壳”结构。
(4)论文的研究成果,对于拓展PNIPAm基纳米水凝胶的应用范围,实现竹材的长效防霉具有十分重要的意义。
银纳米颗粒水凝胶的制备及性能研究随着科学技术的不断发展,纳米材料的应用越来越广泛,其中银纳米颗粒作为一种优秀的材料,近年来备受关注。
经过一系列制备工艺的研究,银纳米颗粒水凝胶被制成,其在医学、环保、电子、光学等领域均得到广泛应用。
本文将详细介绍银纳米颗粒水凝胶的制备方法及其性能研究情况。
一、银纳米颗粒的制备方法目前银纳米颗粒的制备方法主要有化学合成法、生物合成法、物理方法等,其中化学合成法是目前最为常用的方法之一。
下面将详细介绍该方法的制备过程:1. 成分准备将所需的化学品,包括硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、还原剂等称取后,按照一定比例加入高纯水中,充分溶解。
2. 反应过程将所需溶液倒入一个容器中,加入还原剂,并搅拌均匀。
在适当的反应时间内,观察颜色变化,直到产生深棕色沉淀为止。
3. 滤除和洗涤将反应产生的沉淀用纯水浸泡,并多次过滤和洗涤,去除杂质和余量的化学品,最终得到纯净的银纳米颗粒。
通过这样的步骤,可以得到质量稳定、颗粒均匀大小的银纳米颗粒水凝胶。
二、银纳米颗粒水凝胶的性能研究银纳米颗粒水凝胶因其材料的特殊性质,具有多种优良性能。
下面将介绍银纳米颗粒水凝胶在医学、环保、电子、光学等方面的应用及其性能研究情况。
1. 医学应用银纳米颗粒具有优异的抗菌性能,因此在医药领域有着广泛的应用。
研究表明,银纳米颗粒水凝胶能够与细菌膜结合,在细胞内部释放出银离子,杀死细菌并减缓炎症反应。
同时,银纳米颗粒还可以作为药物载体,搭配各类药物,实现更为精确的治疗,有着广阔的发展前景。
2. 环保应用银纳米颗粒的应用在环保领域主要包括水处理和环境污染监测。
研究显示,将银纳米颗粒水凝胶应用于水处理中,能够有效去除水中的污染物和嗅味呈现出良好的净化效果。
此外,在环境污染监测中也可以利用其优良的散射性能,对污染物进行检测。
3. 电子应用银纳米颗粒的高导电性使其在电子行业中获得了广泛的应用。
目前,银纳米颗粒水凝胶被广泛地应用于制作电子纸和柔性显示器等高性能电子产品,具有极高的市场前景。
第38卷,第10期 光谱学与光谱分析Vol.38,No.10,pp179-1802 0 1 8年1 0月 Spectroscopy and Spectral Analysis October,2018 载纳米银PVA水凝胶复合材料的制备及其SERS研究岳 铭1,毕明海2,李 方1,于治芳1,薛 涛1,2*1.天津大学材料科学与工程学院,天津 3000722.天津大学分析测试中心,天津 300072摘 要 聚乙烯醇(PVA)水凝胶由于它良好的吸水性和稳定性,结合贵金属应用于拉曼增强基底,有利于更有效地拉曼信号的采集,从而提高检测灵敏度。
采用循环冷冻-解冻法制备含硝酸银的聚乙烯醇水凝胶,后用“浸渍法”以硼氢化钠为还原剂渗透还原凝胶网络中均匀分散的AgNO3。
最后得到的PVA-Ag NPs凝胶的颜色深度和其中的银纳米粒子尺寸随硝酸银浓度的变化而变化。
将PVA-Ag NPs凝胶作为SERS基底,检测其拉曼增强效果。
关键词 水凝胶;PVA;银纳米粒子;SERS文献标识码:A 文章编号:1000-0593(2018)10-0179-02 收稿日期:2018-04-30,修订日期:2018-07-01 基金项目:天津市科技支撑重点项目(16YFZCSY00850)资助 作者简介:岳 铭,1995年生,天津大学材料科学与工程学院硕士生 *通讯联系人 e-mail:xuetao@tju.edu.cn 利用模板法制备PVA-Ag NPs凝胶,首先用循环冷冻-解冻法,制备含纳米银前驱体(AgNO3)的聚乙烯醇水凝胶,再用“浸渍”法,在一定浓度的NaBH4溶液中还原凝胶中的AgNO3,制得PVA-Ag NPs水凝胶,并除去过量NaBH4和游离的Ag NPs。
随着AgNO3浓度由20mmol·L-1增加到100mmol·L-1,PVA-Ag NPs的外观由半透明浅黄色变为不透明棕褐色,如图1所示。
在图2中,根据球形银纳米粒子的等离子体共振特征峰在400~450nm范围内且为单峰[1],而图中纯PVA无明显特征峰,其余PVA-Ag NPs溶胶的吸收单峰均在上述波长范围内,由此表明成功制得球形银纳米粒子,并且我们可以看到Ag NPs吸收峰的强度随Ag+浓度的增加而增大。
北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY( 2014 )届本科生毕业设计(论文)文献综述题目:银纳米水凝胶的制备及表征学院:化工与材料工程学院专业:应用化学学号: 100130075 姓名:李晴指导老师:冯献起顾明广教研室主任(负责人):顾明广2014 年 5 月17 日文献综述前言本人毕业设计的论题为《银纳米水凝胶的制备及表征》。
水凝胶的开发与研究也是探索智能材料的一个重要方向,银纳米水凝胶特殊性能也成了众多学者重点研究对象;大量的文献对银纳米粒子及其水凝胶的制备方法做出了介绍,并深入的研究了纳米银粒子的引入对水凝胶性能的影响;本文将在学习其研究成果的基础上,对银纳米水凝胶的制备及表征等方向做进一步的研究探索。
本文根据国内外学者对银纳米水凝胶的研究成果,借鉴他们的成功经验,在银纳米水凝胶研究中作出新的探索实验,这些文献给本文很大的参考价值。
本文主要查阅近几年有关银纳米及水凝胶方向研究的期刊文献。
灵敏材料,是能够感觉到环境或者它们自身状态变化,根据已有的目标作出判断,然后改变其功能的材料。
作为灵敏材料最重要的一个分支,形状记忆材料包括形状记忆合金,形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。
1941年,Vernon首次提出形状记忆的概念,然而,直到1960s,将交叉链式聚乙烯用于制作高温收缩管和胶片时,人们才认识到形状记忆的重要性。
1980s后期开始,主要致力于对形状记忆聚合物开发,1990s得到加速发展,仅在过去5-10年当中,就取得有重大意义的进展[1]。
众所周知,金属纳米材料在力学、光学、催化以及热学和电学等多方面,相对于传统材料而言,有着特殊性能,成为最具研究价值的功能材料。
水凝胶是一种能够溶胀于水中,而不会溶解的大分子聚合物,有较好的生物相容性和机械性能,在生物医学、形状记忆等众多领域有着广泛的应用。
传统的银离子有着很强的杀菌性能,而纳米银杀菌能力远大于银离子。
纳米银可作为复合材料的填充物,如将纳米银添加到氧化硅薄膜,度有此膜的玻璃便会具有光致发光性;添加纳米银的水凝胶,增加水凝胶的抗菌性等。
所以,研究银纳米水凝胶的特殊性能,也成了功能材料研究与开发的重要课题。
近些年来,国内外众多学者在此做出了重大贡献。
1、国内研究综述1.1银纳米粒子研究概况李世林等[2]采用化学还原的方法,以硼氢化钠为还原剂还原硝酸银制备银纳米溶胶,讨论了影响纳米米粒子稳定性因素:电位绝对值随时间的延长而降低,温度和搅拌速度的影响则相反;粒径大小只与搅拌速度有关,搅拌速度越快粒径越小;而升高温度、加快搅拌速度都会提高其稳定性。
朱纯阳等[3]通过胶体溶液制备法,用硼氢化钠还原硝酸银,无尘滤纸吸附制得银纳米粒子,并通过加入不同浓度的荧光素钠,进行了荧光测定,证明了银纳米胶体溶液对荧光具有增强效应。
1.2银纳米水凝胶研究概况杨立群等[4]采用硼氢化钠还原法还原硝酸银,制备纳米银粉,将银纳米分散到卡波母液中制备含纳米银的水凝胶,并对其进行了大肠杆菌和葡萄球菌的抑菌测试,发现凝胶具有抗菌效果。
潘育松等[5]采用冷冻-解冻循环处理的方法,制备PVA水凝胶,并研究了不同条件下水凝胶的力学性能和溶胀性能,发现凝胶的拉伸强度随其浓度、冷冻-解冻循环次数的增加表现出不断加强的趋势;溶胀性能与溶胀介质表现为协同效应。
范士军等[6]以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵为引发剂,使得丙烯酰胺首先形成丙烯酰胺预聚体,结合水合肼还原硝酸银得到的银溶胶,分散到PVA溶液中,采用物理交联法,经冷冻-解冻循环处理,得到不溶于水的稳定地Ag/PAM-PVA水凝胶。
以大肠杆菌为模型,对Ag/PAM-PVA水凝胶的抗菌性能进行检测,证明该了凝胶具有抗菌性。
范士军等[7]在Ag/PAM-PVA水凝胶研究基础上,继续探索,同样采用物理交联法制得Ag/PVA-PVA水凝胶,测试并分析了以大肠杆菌为代表的抗菌原理,研究发现银纳米凝胶有明显的抗菌性主要是纳米银的作用。
冯军强等[8]采用单宁酸和碳酸钠还原制备银溶胶,分散到PVA为溶胶中,装模静置后得到Ag/PVA凝胶复合膜,并进一步讨论了不同Ag含量时,复合膜的电学性能特征,发现材料的电阻率和击穿强度随银含量的增加表现出先增大而后减小的趋势,银纳米的引入,改善了PVA的电学特性。
2.国外研究综述2.1 PVA水凝胶研究概况Haijun Yu等[9]通过柠檬酸三钠还原硝酸银制得稳定的银溶胶,PVA-PVP溶液滴加到制备好的银溶胶中,采用冷冻-解冻循环处理,得到Ag/PVA-PVP水凝胶,并对凝胶进行了进一步的表征。
以大肠杆菌和葡萄球菌为模型,分析验证了Ag/PVA-PVP水凝胶的抗菌性能。
Jian-He Yang等[10]研究了以PVA为基质的rGO/PVA复合材料,采用溶剂浇铸法制备rGO/PVA膜,并表征了不同GO浓度条件下复合材料的性能。
Z. H. Mbhele等[11]研究了银纳米粒子对于聚乙烯醇凝胶性能的影响,通过硼氢化钠还原硫酸银制备银溶胶,并将其混合到聚乙烯醇溶液中得到平均粒径为5nm 的PVA-Ag水凝胶,并研究讨论了PVA-Ag复合凝胶的机械性能和弹性特征,发现PVA基质中引入银纳米粒子,会使PVA热学和机械性能发生显著变化;纳米复合膜表现出变形性能。
Suman Mahendia等[12]通过化学还原法制备银纳米粒子,搅拌状态下将硝酸银溶液滴加到冷的硼氢化钠溶液中,而后滴加一定浓度的PVP(分散剂),将银溶胶与PVA溶液混合得到PVA-Ag纳米复合材料,此方法得到的纳米银平均粒径约为11±3nm。
作者进一步探究了不同银含量复合材料的介电性能,证实纳米银粒子的填充,不仅能够增强PVA的传导性,而且,由于电荷转移复合物的形成,表现出PVA基质的电子极化和固有介电异向性。
Jian-Tao Zhang等[13]通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)、在PVA溶液交联的N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)自由基聚合,制备PVA/PNIPA semi-IPN(半互穿聚合网络)水凝胶。
研究发现,反应速度非常快,而填充物对于聚合速率没有影响。
收缩动力学表明,与传统的PNIPA水凝胶相比,semi-IPN水凝胶响应速度更快,而且PVA含量越高响应速度越快;研究成纤维细胞发现,所有的IPN水凝胶均没有毒性,为此类材料可以应用于生物医学领域提供实验依据。
Gheorghe Fundueanu等[14]通过PVA和戊二醛悬浮交联的方法制备热敏型、PH敏感型PVA微球体,研究发现,这种PVA微球体随体积密度的增加,表现出更为紧密的内部结构,而且,高度的保水性表明嵌入N-异丙基丙烯酰胺和羟甲基丙烯酸共聚物(poly(NIPAAm-co-HMAAm)的数量增加能够增加微球体的亲水性;实验证明,PH敏感群(-COOH)的引入,并不会改变水凝胶的想转变温度;通过静电作用载入药物后热敏性能不会消失,药物释放通过基质的溶胀和消溶完成,并不会破坏药物与-COOH群间的离子键。
Xingjie Zan等[15]通过氧等离子体处理、紫外引发接枝聚合及化学接枝等方法进行多步反应,以PVA水凝胶薄层基质作为还原反应器,制备可靠的、生物降解性的PLLA-PVA银纳米水凝胶,为制备具有协调性能的多功能膜材料提供了一种通用的途径;实验发现,物理交联的PVA嵌入纳米银粒子在PLLA(聚乳酸)表面能够进行有效的修饰,银纳米粒子嵌入使得PLLA-PVA水凝胶具有良好的抗菌性,并能有效的抑制细胞粘附。
2.2 其他水凝胶研究概况Y. Murali Mohan等[16]提出了一种新的银纳米水凝胶的制备方法,以异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸钠(SA)为载体,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和四甲基乙二胺(TEMED)发生自由基聚合,得到具有网状结构的水凝胶;此类凝胶充分溶胀后,交联的网络作为纳米粒子反应器。
将溶胀后的凝胶浸于硝酸银溶液中,得到含银离子的水凝胶,再浸于硼氢化钠溶液,还原银离子银,最终得到粒径约为3nm的银纳米水凝胶。
并进一步验证了此法制备的银纳米水凝胶的良好抗菌性能。
Nadia Baït等[17]采用传统的自由基聚合方法制备水凝胶作为压敏型胶黏剂,通过共聚单体(丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯)、交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)和引发剂(过硫酸钾)水溶液分别进行核磁共振及流变性/粘性实验,在上述溶液中添加胶乳,制备憎水凝胶纳米复合材料;该水凝胶纳米复合材料在具有胶黏作用可吸附大量的赋型剂,而不会失去粘合特性或弹性。
Bastien Léger,等[18]通过钌纳米粒子催化剂填充到超分子环糊精水凝胶基质中,阐述体温调节的催化过程,系统的重复使用性;超分子环糊精基水凝胶室温下稳定存在,高温下活化;水凝胶中稳定的钌纳米催化剂可以通过样品的相分离法重新获得并回收。
You Feng Yue等[19]将衣康酸二辛酯、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、在含有十二烷基硫酸钠、艳佳固(引发剂)的溶液中进行自由基聚合,制备PDGI//PAAm凝胶;将凝胶浸于丙烯酸(AAc)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、艳佳固溶液中至达到平衡,聚丙烯酸与聚丙烯酰胺形成一种互穿网络,最终得到光子水凝胶(PDGI//PAAm–PAAc)。
研究发现这是一种机械能力强,能够实现对温度、PH及应力/应变响应的光子水凝胶,并且由于水凝胶中软质层聚丙烯酸和聚丙烯酰胺键的结合-断裂,使其表现出良好的热致变色性。
Jui-Yang Lai等[20]研究多孔凝胶作为细胞层载体的传输系统,发现冷冻干燥法得到的凝胶在体内外兼容效果最好,在眼的前段组织没有挤压的前提下具有最好的溶胀特性,这种生降解型凝胶能够促进细胞层间的转换避免外来载体在体内长期存在。
结论通过以上文献综述,不难发现:随着科学技术的不断发展进步,智能材料的研究在世界范围内已引起众多科学工作者的密切关注。
对于水凝胶的研究,除了传统的自由基聚合方法,国内学者常常分两步走--制备纳米粒子,将粒子分散到凝胶基质中;而国外学者则将凝胶基质作为纳米粒子的反应器,相对来说制备的纳米粒子粒径较小,并且不用考虑纳米粒子生成后发生团聚的现象。
智能水凝胶作为新型功能高分子,能对外界环境刺激如温度、溶剂、PH、磁场、电场等能感知并做出响应,而且,纳米银粒子的引入使其具有抗菌性,水凝胶已经广泛应用于分子器件、调光材料等领域,特别是生物医学领域,做药物释放载体。
形状记忆聚合物代表了一类典型的聚合物材料,具有多样的化学组成、机械性能、及力学响应。
对形状记忆聚合物的研究已有半个世纪,在基础结构、机理和原理、可行性刺激、有效机能、相关的应用等领域,已经建立了相对较完整的研究框架,近10年关于形状记忆聚合物出版物数量明显增加,这也表明形状记忆聚合物已成为国内外科研工作者的重要研究课题,不管是学术研究还是实际应用都受到越来越多人的关注。