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刺激响应水凝胶对外界环境变化(如温度、pH、光等)或生物信号的变化刺激具有明显的响应性,其聚合物网络在外界刺激下能够作不同幅度的尺寸或形状改变,在水凝胶致动器、分子元器件、调光材料、生物医学等高新技术领域有很好的应用前景。本论文围绕基于p-环糊精(p-CD)的温度敏感型、葡萄糖敏感型、光热敏感型的主体水凝胶和基于二茂铁基的客体水凝胶的合成及双组分自组装水凝胶的制备开展研究工作,所得的双组分自组装水凝胶对温度、葡萄糖、近红外(NIR)具有激刺响应性能,探讨了其潜在应用前景。(1)合成了三种不同β-CD含量的p-环糊精基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-CD)主体水凝胶和二茂铁基聚丙烯酰胺(PAM-Fc)客体水凝胶,用1H-NMR和质谱对单体进行了表征,确定了其结构。用FT-IR对主客体水凝胶进行了表征,确定了其结构。通过主客体作用制备了3种含不同β-CD含量的双组分自组装水凝胶。通过氧化还原刺激调节二茂铁基团中铁原子的氧化状态,发现主体水凝胶PNIPAM-CD和客体水凝胶PAM-Fc在氧化还原刺激下具有自组装和解组装的响应性。研究了双组分自组装水凝胶的温度响应性,发现当温度高于主体水凝胶PNIPAM-CD的最低临界溶解温度(LCST)时,双组分自组装水凝胶会发生弯曲变形现象。研究了双组分自组装水凝胶不同条件下的弯曲形变,发现相同组分水凝胶在不同的温度下,温度越高,则形变越大,形变速率越快；相同温度下,不同6-丙烯酰胺基-p-CD单体的含量下弯曲形变不同,单体含量越高,双组分自组装水凝胶的弯曲形变越小,弯曲速率越慢。探索了双组分自组装水凝胶在潜在温控开关方面的应用。(2)合成了三种不同交联剂含量和三种不同3-丙烯酰胺苯硼酸(AAPBA)含量的3-丙烯酰胺苯硼酸基β-环糊精基聚丙烯酰胺(AAPBA-CD)主体水凝胶,用1H-NMR对AAPBA进行了表征,确定了其结构。用1FT-IR对产物进行了表征,确定了其结构。通过主客体作用制备了6种含不同交联剂含量或AAPBA含量的双组分自组装水凝胶。通过氧化还原刺激调节二茂铁基团中铁原子的氧化状态,发现主体水凝胶AAPBA-CD和客体水凝胶PAM-Fc在氧化还原刺激下具有自组装和解组装的响应性。研究了双组分水凝胶的pH和葡萄糖的响应性,发现外界pH值和葡萄糖浓度发生变化,会引起AAPBA-CD水凝胶水溶性变化,使该双组分自组装水凝胶产生弯曲形变。研究了交联剂含量和AAPBA的含量对双组分水凝胶葡萄糖响应性的影响,发现,在相同葡萄糖浓度的条件下,随着交联剂含量的增加,水凝胶的弯曲程度相应减小；随着AAPBA的含量的增加,其水凝胶的弯曲程度也相应增大。研究了主体水凝胶AAPBA-CD和客体水凝胶PAM-Fc双组分自组装在不同葡萄糖浓度下的响应性,发现在相同pH值的条件下,随着葡萄浓度的增加,水凝胶的弯曲程度也随之增加。探索了其可能的应用。(3)合成了三种不同氧化石墨烯(GO)含量的含氧化石墨烯p-环糊精基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-CD/GO)主体水凝胶,用FT-IR、XRD和TEM对产物进行了表征,确定了其结构。通过自由基聚合反应制得水凝胶的颜色随着GO含量的增加而加深,通过在主体水凝胶体系中引入GO,使其转换为光热敏型复合水凝胶。通过主客体作用制备了3种含不同GO含量的双组分自组装水凝胶。通过氧化还原刺激调节二茂铁基团中铁原子的氧化状态,发现主体水凝胶PNIPAM-CD/GO和客体水凝胶PAM-Fc在氧化还原刺激下具有自组装和解组装的响应性。研究了主体水凝胶PNIPAM-CD/GO和客体水凝胶PAM-Fc的自组装及弯曲行为,发现GO对主体水凝胶的临界温度和弯曲行为影响很小。研究了PNIPAM-CD/GO和PAM-Fc双组分自组装水凝胶光致弯曲行为,发现NIR照射后,PNIPAM-CD/GO水凝胶温度明显升高,并引起明显的体积变化,使双组分水凝胶弯曲。通过对双组分水凝胶的潜在应用进行探索,发现其在光控开关和人工肌肉方面有很好的应用前景。(4)合成了三种不同四氧化三铁(Fe304)含量的含四氧化三铁p-环糊精基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-CD/Fe3O4主体水凝胶,用FT-IR和XRD对产物进行了表征,确定了其结构。通过在主体水凝胶体系中引入Fe304,使其转换为光热敏型磁性复合水凝胶。通过主客体作用制备了3种含不同Fe304含量的双组分自组装水凝胶。通过氧化还原刺激调节二茂铁基团中铁原子的氧化状态,发现主体水凝胶PNIPAM-CD/Fe3O4和客体水凝胶PAM-Fc在氧化还原刺激下具有自组装和解组装的响应性。研究主体水凝胶PNIPAM-CD/Fe3O4和客体水凝胶PAM-Fc的自组装及弯曲行为,发现Fe304对水凝胶的临界温度影响很小,但对弯曲行为影响较大。研究了PNIPAM-CD/Fe3O4和PAM-Fc双组分自组装水凝胶光致弯曲行为,发现NIR照射后,PNIPAM-CD/Fe3O4水凝胶温度明显升高,并引起明显的体积变化,使双组分水凝胶弯曲。通过对双组分自组装水凝胶的磁控性能和潜在应用进行探索,发现其在磁控运输和光控开关有很好的应用前景。(5)合成了三种不同氧化石墨烯及四氧化三铁(GO/Fe3O4)含量的含氧化石墨烯及四氧化三铁p-环糊精基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-CD/ GO/Fe3O4)主体水凝胶,用FT-IR、XRD和TEM对产物进行了表征,确定了其结构。主体水凝胶的颜色随着GO/Fe3O4含量的增加而加深。通过在主体水凝胶体系中引入GO/Fe3O4,使其转换为光热敏型的磁性复合水凝胶。通过主客体作用制备了3种含不同GO/Fe3O4含量的双组分自组装水凝胶。通过氧化还原刺激调节二茂铁基团中铁原子的氧化状态,发现主体水凝胶PNIPAM-CD/GO/Fe3O4和客体水凝胶PAM-Fc在氧化还原刺激下具有自组装和解组装的响应性。研究了主体水凝胶PNIPAM-CD/GO/Fe3O4和客体水凝胶PAM-Fc的自组装及弯曲行为,发现GO/Fe3O4对水凝胶的临界温度和弯曲行为影响很小。研究了PNIPAM-CD/ GO/Fe3O4和PAM-Fc双组分自组装水凝胶光致弯曲行为,发现NIR照射后,PNIPAM-CD/GO/Fe3O4水凝胶温度明显升高,并引起明显的体积变化,使双组分水凝胶弯曲。通过对双组分自组装水凝胶的磁控性能和潜在应用进行探索,发现其在磁控运输和光控开关有很好的应用前景。