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形状记忆水凝胶(Shape Memory Hydrogel,SMHs)通常包含两个交联网络,一个是永久交联网络,用于维持水凝胶的原始形状,一个是临时的可逆交联网络,可以在适当条件下可逆的构建或消失,所以能在一定的刺激下固定临时形状,也能在另外相应的刺激下受永久网络的熵弹性驱动恢复至原始形状。这个可逆的交联网络可以由超分子作用或动态共价键构建,所以根据不同可逆相互作用,水凝胶会产生不同刺激响应的形状记忆效应。形状记忆水凝胶是一种十分重要的刺激响应型水凝胶,作为智能材料在生物医学领域的应用越来越广泛。本课题首先在传统聚两性电解质水凝胶引入弱电解质单体,使其具有pH诱导的形状记忆效应,还利用Elastin-like Polypeptide(ELP)制备了一种温敏性形状记忆水凝胶。我们首先用甲基丙烯酸(MAA)去替换一部分强的阴离子单体对苯乙烯磺酸钠(NaSS),通过一步共聚法制备得到pH诱导的形状记忆聚两性电解质水凝胶,该水凝胶不仅具有形状记忆效应,还能通过简单地更换酸碱溶液实现自发螺旋行为,为设计能够连续驱动的软物质驱动器提供一种新思路。然后我们又用甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)替换一部分强的阳离子单体N,N,N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基)-1-氯化丙铵(MPTC),通过类似的策略制备了另一种pH响应的形状记忆水凝胶,它不仅具有优秀且稳定的形状记忆效应,还具有自修复、自增强以及导电的性质,将不同的性质有机的结合起来,最终将在仿生、生物医学等领域发挥重要的作用。我们还利用一步均聚法制备了pH响应的形状记忆聚离子复合物(Polyion-Complex,PIC)水凝胶,即在聚(苯乙烯磺酸)(PSSA)和氯化钠(NaCl)的存在下聚合2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯(DEAEMA)。该水凝胶具有优异的形状记忆性能,不仅可以固定螺旋的临时形状,也可以固定拉伸的临时形状。此外它还具有自修复的性能,结合其溶胀/收缩的性质实现了包覆与连接、信息加密等功能,在智能材料领域有重要的潜在应用价值。ELP是一种具有高度可设计性、生物相容性等诸多优点的单分散高分子材料,在本课题中利用一种长链ELP(V250)和丙烯酰胺制备了一种温敏性水凝胶,该凝胶具有形状记忆效应,而且能够稳定地重复至少10次。利用形状记忆中的恢复过程实现了对目标物的抓取和对管子的连接,以期能够对生物医学材料的设计提供一些帮助。