第49卷第1期 当 代 化 工 Vol.49，No.1 2020年1月 Contemporary Chemical Industry January，2020
收稿日期：2019-03-27 作者简介：何畅（1994-），男，河北廊坊人，硕士，2019年毕业于天津大学药学专业，研究方向：超分子化学。E-mail：******************。 何 畅
（天津大学药物科学与技术学院，天津 300072）
摘 要： 综述了近几年国内外对水凝胶研究的现状，简要介绍了基于水凝胶高吸水性、保水性能和机械性能的创新性研究，同时重点介绍了对温度、光照、pH、电场、磁场等外部环境刺激有响应的智能水凝胶的研究进展与其在药物释放体系、检测器、机器人驱动装置等领域应用。 关 键 词：水凝胶；吸水性能；机械性能；智能响应 中图分类号：TQ 050 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）01-0249-04
The Latest Research Progress and Application of Hydrogels
HE Chang
（School of Pharmaceutical Science and Technology, Tianjin University, Tianjin300072, China ）v型钢
Abstract : Research status on hydrogels at home and abroad was reviewed. Researches and applications of hydrogels based on their high water absorption, water retention and mechanical properties were introduced. Moreover, recent researches on smart hydrogels, which are sensitive to temperature, light, pH, electric field and magnetic field, were discussed as well as their applications in drug delivery system, detecting system and other fields. Key words : Hydrogel; Water absorption property; Mechanical properties; Intelligent response
水凝胶是一种由亲水性聚合物链组成并通过物
。水凝胶中形成三维网状结构的聚合物起到骨架的作用，通过表面张力作用将大量的水锁在水凝胶整体当中。水凝胶的保水能力取决于三维结构的交联程度和结构分子的亲水能力，表现为水凝胶的吸水膨胀性能。水凝胶的网状结构可以保持聚合物链本身的亲水性质，聚合链又由于交联形成了整个凝胶网络，使得它能
够在水中不被溶解[2]
。
对于水凝胶应用的研究始于1960年，Wichterle 和Lim 通过聚合2-羟乙基甲基丙烯酸甲酯成功制备
防护服生产线设备
了水凝胶，并制成了历史上第一副隐形眼镜[3]
。自此水凝胶的研究与应用进入了一个快速发展的时期。
钾霞石
水凝胶的结构性质使得它能够吸收并储存远超过自身质量的水，因此水凝胶具有多种商业用途。具有强吸水能力的水凝胶可以用于水的吸收和储存，在污水处理和农业灌溉中都能得以应用。此外，由于水凝胶具有的优秀保水溶胀性能，水凝胶材料也 被用于生产纸尿裤[4]
。除了具有强的吸水性能外，水凝胶通常还具有较小的硬度和较高的弹性，软性
的水凝胶也被用作制备隐形眼镜[5]
和医疗设备的电极。基于独特的组成偶合机械性能，具有生物相容性和生物可降解性的水凝胶也被用播放路
在医学领域，在
360历史
过去的几十年中，以水凝胶材料为载体，用于生物细胞培养、组织工程生物支架材料的例子也层出不穷[6]
。
近年来，随着人们对材料化学的深入研究，对于外界刺激具有相应特性的智能水凝胶成为材料学家研究的重点，智能水凝胶是能够通过接触外部环境的刺激而做出相应的智能响应的材料，他们能够通过感应外部温度、光照、磁场、电厂、pH 值等的变化或接触到特定的小分子而改变自身结构或溶胀特性的性质，从而发挥出人们所需的功能。根据外部刺激因素的种类区别，可以将智能水凝胶分为温敏型水凝胶、光敏型水凝胶、pH 敏感型水凝胶、电场敏感型水凝胶、磁场敏感型水凝胶等。智能水凝胶具有功能丰富、制备工艺简单、等特点，因而水凝胶在当代受到研究者们的广泛关注并将其应用在
医疗、传感器、药剂学、污水治理等众多领域[7]
。
1 基于吸水性和机械性能的应用
1.1 生物化学研究中的应用
人参切片机
在生物学研究过程中，细胞体外培养是不可或缺的一部分。传统的细胞培养方式是采用平面型的培养基（2D）进行细胞培养， 这种方法操作简单而且培养基容易制备。但是2D 的培养基不能完整
DOI:10.13840/jki21-1457/tq.2020.01.005
