惊叹科技的力量——智能高分子凝胶

智能高分子凝胶属于高分子凝胶的一种,凝胶是吸收了液体介质的三维高分子聚合物,能够与外界进行能量和物质的交换,具有吸收性和缓释性。智能高分子凝胶是一类能对外界刺激(如温度、PH值、光、压力、化学物质等)产生敏感响应的材料。人工构造的规则凝胶是赋予凝胶响应性的必要手段,这种凝胶在外界环境刺激下可以发生可逆的有序--无序构造变化相变过程。

例如:

在药物释放中,病人患病时常伴随着全身或局部的发热及各种化学物质浓度的变化。浸含药物的智能高分子凝胶在身体正常的情况下呈收缩状态,形成致密的表面层,使药物保持在粒子内。当感受到病理信号(温度、pH值、离子、生理活性物质)后,凝胶体积膨胀,使包含的药物通过扩散释放出药物;当身体恢复正常后,凝胶又恢复到收缩状态,从而抑制了药物的进一步扩散。

自愈型形状记忆水凝胶,可以进行自我修复,在切割成片段后恢复原始形状。形状记忆水凝胶在航空航天、纺织和生物医学领域都有潜在应用价值。

麻省理工学院(MIT)机械工程系Xuanhe Zhao教授设计和开发了新型水凝胶敷料,“智能伤口敷料”必要时可以释放药物,能够对皮肤温度的变化做出反应。如果药物将尽,它甚至还能亮灯报警。

利用智能高分子凝胶受外界刺激而变形的特性,人们设想出各种各样的化学能—机械能转变装置,在药物控释系统、记忆元件开关、人造肌肉、化工分离、环境工程、可视化光学传感等领域有潜在应用价值。

相信在不久的将来,随着高科技的发展,智能高分子凝胶会越来越多的应用于人类日常生活所需中的多个领域。