【摘 要】
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作为一种温度敏感水凝胶,聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶因其良好的生物相容性被广泛应用于组织工程中,然而较弱的力学性能一直是制约其应用空间的一大问题。基于互传网络体系设
【机 构】
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西安交通大学材料与强度国家重点实验室机械结构强度与振动国家重点实验室苏州纳米协同创新中心;
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作为一种温度敏感水凝胶,聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶因其良好的生物相容性被广泛应用于组织工程中,然而较弱的力学性能一直是制约其应用空间的一大问题。基于互传网络体系设计并合成海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)高强度水凝胶。其中聚(N-异丙基丙烯酰胺)采用化学方式交联;海藻酸钠采用Al3+物理交联。制备所得的水凝胶压缩强度高达~6 MPa,拉伸倍率可达~10倍。AlC l3交联海藻酸钠的同时调节聚(N-异丙基丙烯酰胺)的相转变温度。AlCl3浓度由0.1 mol/L增大至0.7 mol/L,相转变温度由32℃线性降低至22.5℃。基于该水凝胶的温敏特性,设计一种由水凝胶材料组成的双层结构的悬臂梁,当环境温度高于其中一层水凝胶的相转变温度时可触发悬臂梁的弯曲动作。在悬臂梁的基础上,构建四臂的水凝胶柔性机械手,可在45℃水浴中快速抓取0.52 g的重物。该高强度温敏水凝胶有望扩展水凝胶的应用领域。
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