纳米复合水凝胶的研究进展
PEGPVA纳米复合水凝胶的制备与研究的开题报告
PEGPVA纳米复合水凝胶的制备与研究的开题报告一、研究背景随着生物医学技术的进步，生物材料的研究和应用已成为当前领域内的热门研究方向。
其中，PEGPVA纳米复合水凝胶的制备与研究是生物材料领域内的一个重要研究方向。
PEGPVA纳米复合水凝胶是由聚乙二醇（PEG）和聚乙烯醇（PVA）两种聚合物复合制备而成的一种水凝胶，其材料具有优异的生物相容性、生物吸附性以及生物降解性等特点，因此被广泛地应用于药物控释、组织工程、软组织修复以及生物医学成像等领域。
目前，PEGPVA纳米复合水凝胶的研究已成为生物医学材料领域内的热点问题。
二、研究目的本研究旨在探究PEGPVA纳米复合水凝胶的制备方法、性能特点以及其在药物控释中的应用，为生物材料领域内PEGPVA纳米复合水凝胶的研究和应用提供新的思路和方法。
三、研究内容及方法1、PEGPVA纳米复合水凝胶的制备方法研究采用化学交联法制备PEGPVA纳米复合水凝胶，以PEG、PVA、NHS、EDC、磷酸二氢钾等为原料，通过化学反应进行交联反应，制备PEGPVA 纳米复合水凝胶。
2、PEGPVA纳米复合水凝胶的表征分析通过红外光谱、扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱等手段对制备的PEGPVA纳米复合水凝胶进行表征分析，以探究其化学组成、结构形态及粒径分布等特性。
3、PEGPVA纳米复合水凝胶的性能评价分别研究PEGPVA纳米复合水凝胶的力学性能、吸水性、药物释放性能以及细胞毒性等性能，并对比分析其与其他材料的差异。
4、PEGPVA纳米复合水凝胶的应用研究将PEGPVA纳米复合水凝胶应用于药物控释中，研究其药物释放的动力学、控释效果，探究其在药物控释中的应用优势。
四、研究意义本研究旨在探究PEGPVA纳米复合水凝胶的制备方法、性能特点以及其在药物控释中的应用，准确评价其在生物材料领域内的应用价值，有助于为PEGPVA纳米复合水凝胶的产业应用开发提供新思路。
同时，该研究成果的实施还将推动生物材料领域的发展，促进生物材料技术的前沿研究和成果共享。
羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能研究
羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能探究摘要：本探究以高分子聚丙烯酰胺(PAM)作为基础材料，利用生物材料羧甲基壳聚糖(CMC)和无机材料纳米氧化物作为增强剂，制备出一种新型的高强度、高稳定性的智能纳米复合水凝胶。
在不同的制备条件下对该复合水凝胶进行系统的物理、化学性质的分析与表征，结果表明复合水凝胶具有较高的吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能，能够广泛应用于医学、生物、环境等领域。
关键词：羧甲基壳聚糖，纳米复合水凝胶，智能响应，稳定性，增强效果。
1. 前言水凝胶在现代生物、医学、环境和能源等领域广泛应用，然而传统的水凝胶在吸水性、机械强度、稳定性和响应性等方面存在一定的限制，制约了其应用。
因此，探究一种新型高性能的水凝胶具有重要的科学探究和应用价值。
2. 试验材料与方法2.1 试验材料聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基壳聚糖(CMC)、纳米氧化物、N,N-二甲基乙酰胺(DMAM)、甲醛等。
2.2 试验方法接受自由基聚合法和化学交联法相结合的方法制备智能纳米复合水凝胶，通过DMA、TGA、SEM、XRD等方法对其进行性能测试及形态表征，对吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能进行有效的评估和分析。
3. 结果与谈论3.1 羧甲基壳聚糖对水凝胶性能的影响不同质量比下CMC与PAM的复合水凝胶产物比纯PAM凝胶的吸水性能、机械强度都有所提高，其中CMC质量为0.025g/gPAM、0.05g/gPAM、0.1g/gPAM的复合水凝胶吸水率比纯PAM凝胶增加了32.1%、41.5%、46.3%，机械强度比纯PAM凝胶增加了10.24%、16.12%、28.08%，因此CMC能有效地提高水凝胶的性能。
3.2 纳米氧化物对水凝胶性能的影响CMC/PAM复合水凝胶中添加不同质量比的纳米氧化物对水凝胶性能的影响不同，当纳米氧化物质量比为0.1g/gPAM时，水凝胶的吸水率最高，为2794.6%。
但是在机械强度方面，纳米氧化物的加入会使水凝胶的机械强度下降，需取得适当的添加量。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它由甲基丙烯酸酐和壳聚糖两种成分组成，通过纳米复合技术制备而成。
这种水凝胶具有许多独特的特性和优势，被广泛应用于生物医学领域、药物传递、组织工程等方面。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性。
壳聚糖是一种天然的生物高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，可以降低纳米复合水凝胶对人体的刺激性和毒性。
甲基丙烯酸酐则具有良好的生物相容性和可调控的降解速率，可以根据具体应用的需求进行调节。
因此，甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶在生物医学领域的应用前景非常广阔。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶具有优异的药物传递性能。
由于其特殊的结构和孔隙性，可以有效地载药并控制药物的释放速率。
同时，甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶还具有可调控的pH敏感性和温度敏感性，可以根据不同的环境条件调节药物的释放行为。
这使得甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶在药物传递领域具有巨大的潜力，并能够实现精准的药物治疗。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶还具有优异的组织工程应用前景。
由于其具有相似于天然组织的结构和性质，可以作为组织工程材料用于修复和重建组织缺损。
此外，甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶还具有良好的细胞黏附性和细胞增殖性，可以促进细胞的附着和生长，实现组织工程的成功应用。
甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶是一种具有巨大潜力的新型材料。
它在生物医学领域、药物传递和组织工程等方面具有广泛的应用前景。
未来的研究和开发工作应该进一步深入探索甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶的制备方法、性能调控和应用机制，以实现其在医学领域的更广泛应用和产业化。
相信随着科学技术的不断进步和创新，甲基丙烯酸酐壳聚糖纳米复合水凝胶将为人类健康事业做出更大的贡献。
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》范文
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》篇一一、引言随着科技的发展，智能材料的研究和应用已经逐渐成为了当前科技领域的热点。
其中，智能纳米复合导电水凝胶以其独特的性质，在柔性电子设备中展现出了广阔的应用前景。
本文将详细介绍智能纳米复合导电水凝胶的设计原理及其在医用柔性电子设备中的应用研究。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计1. 材料选择智能纳米复合导电水凝胶的设计首要的是材料的选择。
水凝胶是由聚合物链形成的网络结构，其内含有大量亲水基团，能够在保持三维结构的同时，吸附并保留大量的水分子。
同时，纳米导电材料的加入能有效地提高其导电性能。
我们主要采用具有高导电力和生物相容性的纳米银颗粒以及高分子聚合物，进行混合设计。
2. 合成方法本研究的合成方法采用纳米材料制备技术与传统高分子材料加工方法相结合的方式。
首先将高分子聚合物通过一定的方式制成微米级结构，再利用化学还原法将纳米银颗粒嵌入到高分子网络中，从而形成智能纳米复合导电水凝胶。
3. 结构特性本研究所设计的智能纳米复合导电水凝胶具有良好的导电能性、自恢复性、以及出色的拉伸性。
这些特性使其能够满足医用柔性电子设备的高标准要求。
三、在医用柔性电子设备中的应用1. 医疗监测设备的导线材料利用智能纳米复合导电水凝胶的高导电力，高弹性和出色的生物相容性，将其用作医疗监测设备的导线材料具有显著的优点。
这种水凝胶可以作为贴身可穿戴设备的导线材料，提供持续、稳定的数据传输，且在长时间使用中能保持良好的舒适性。
2. 神经电刺激和生物信号检测器利用其出色的拉伸性和自恢复性，这种智能水凝胶可以被用作神经电刺激器或者生物信号检测器。
由于该水凝胶具有高度灵活的特质，因此它可以轻松适应生物体的复杂形态，从而实现高效、准确的神经电刺激和生物信号检测。
3. 药物释放系统此外，这种智能纳米复合导电水凝胶还可以被用作药物释放系统。
通过将药物与该水凝胶结合，可以实现对药物的精确控制释放，从而达到对疾病的长期、有效治疗的目的。
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》范文
《智能纳米复合导电水凝胶的设计及其在医用柔性电子设备中的应用研究》篇一摘要：本文研究了智能纳米复合导电水凝胶的设计方法，以及其在医用柔性电子设备中的应用。
通过制备具有高导电性、高柔韧性和生物相容性的水凝胶材料，成功应用于多种生物医疗场景，如肌肉电刺激、神经信号检测和药物控制释放等。
一、引言随着科技的进步，柔性电子设备逐渐成为各领域研究的热点。
其中，智能纳米复合导电水凝胶因其独特的物理和化学性质，在生物医疗领域具有巨大的应用潜力。
本文将探讨此类水凝胶的设计方法及其在医用柔性电子设备中的应用。
二、智能纳米复合导电水凝胶的设计1. 材料选择与制备设计智能纳米复合导电水凝胶首先需要选择合适的基体材料和导电材料。
通常，水凝胶由聚合物、溶剂和水等组成，其骨架通过共价或非共价方式结合。
而导电材料如碳纳米管、金属纳米粒子等则被均匀地分散在水凝胶中，以提高其导电性能。
2. 纳米复合技术采用纳米复合技术，将导电材料与水凝胶基体进行复合。
通过控制纳米粒子的尺寸、形状和分布，实现水凝胶的高导电性和良好的柔韧性。
此外，纳米技术还可以增强水凝胶的生物相容性，使其能够适应复杂的生物环境。
三、智能纳米复合导电水凝胶的性能研究1. 物理性质本研究所制备的智能纳米复合导电水凝胶具有高柔韧性、良好的抗拉强度和优异的抗疲劳性能。
其结构能够适应各种弯曲和扭曲的形状变化，为在柔性电子设备中的应用提供了可能。
2. 化学性质该水凝胶具有良好的生物相容性，对生物体无毒无害。
同时，其表面带有丰富的活性基团，可与其他生物分子进行反应，为生物医疗应用提供了便利。
3. 导电性能通过纳米复合技术，水凝胶的导电性能得到了显著提高。
在一定的压力下，其电导率能够满足实际使用需求，适用于多种电信号的传输和控制。
四、在医用柔性电子设备中的应用1. 肌肉电刺激利用智能纳米复合导电水凝胶的高柔韧性和导电性，可将其应用于肌肉电刺激治疗中。
通过将电极与水凝胶结合，实现无创、无痛的电刺激治疗，有效改善肌肉功能。
水凝胶的研究进展
水凝胶的研究进展俊机哥哥0913010407(广西师范学院化学与生命科学学院09高分班)摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。
关于水凝胶的制备，我们在文章的介绍了三种方法：单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。
关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学前言水凝胶这个词最早出现于1960年，当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。
它本身是硬的高聚物，但它汲取水分后就变成具有弹性的凝胶，故称水凝胶。
水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够汲取大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶化。
水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。
由于其具有三维网络结构，故相对分子质量很高，其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。
溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内，交联密度越大，三维网络间的空问就越小，水凝胶在溶胀时汲取的水分也就越少。
由于水凝胶外表不易粘附蛋白质和细胞，故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性；其它，水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软，并且类似于生物体组织，故作为人体植入物可以减少不良反响。
因此，水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。
例如，PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。
PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。
PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。
水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。
水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。
其它，水凝胶在日用品，工业用品，农业、土建等领域也有广泛应用。
1 水凝胶的制备1. 1 单体聚合并交联合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了局部单体及交联剂。
表1水凝胶制备中常用的单体和交联剂水凝胶可以由一种或多种单体采纳电离辐射、紫外照耀或化学引发聚合并交联而得。
一般来说,在形成水凝胶过程中需要参加少量的交联剂。
【精品】纳米聚合物水凝胶
纳米聚合物水凝胶帕特里克schexnailder和古德施密特摘要技术需要新的和更软材料以及推动新知识基本的了解，导致了重大进展在该领域的纳米复合凝胶。
各种复杂的凝胶结构具有独特的化学，物理，生物性能已设计或发现的纳米。
可能形成自组装使有机聚合物和超分子形态无机纳米粒子的基石的设计水基凝胶。
在这次审查中，我们强调的最新（2004–2008）成就和趋势在创造性的方法来产生结构，性能，和功能在大多数生物技术的应用。
我们审查的影响，出版工作总结与大纲的未来发展方向和挑战与设计和工程的新材料凝胶。
关键词水凝胶,纳米复合材料,纳米颗粒,聚合物,硅酸盐,金属纳米粒子景区简介最近的进展，化学，物理，生物域结合在生物医学和增长的需求医药行业带来了新的发展纳米复合水凝胶的许多不同的应用。
新型聚合物化学和配方以及制造和加工技术支持改进仪器，可以测量和操纵物质在纳米水平[1]。
理论工作好指南和补充，但是，有时，与实验在跨学科的合作研究迫使科学家边界。
纳米和生物技术提供发展机会的复杂和优化软材料与协同性能。
可能性控制化学和物理性能的设计三维凝胶结构提供了一个强大的战略多功能工程纳入到凝胶的纳米尺度。
本次审查的范围是划定的结构和性能的纳米复合水凝胶的主要合成材料。
大多数合成水凝胶纳米复合材料的出版物集中系统聚（环氧乙烷），聚（丙烯酰胺），或聚（乙烯基酒精）作为聚合物。
因此，水凝胶纳米复合材料含有这些聚合物将得到了广大我们的注意在本次审查。
此外，我们还将讨论聚合物–金属，聚合物–磁性，和天然聚合物纳米复合水凝胶。
专利文献是不包括在这个搜索。
由于纳米复合聚合物水凝胶有时难以分类相比，纳米复合材料凝胶，在这里我们使用一个更简化定义根据魏斯和terech，“……如果它看起来如“果冻”，它必须是一个凝胶！“[2]许多定义凝胶可用，和研究人员并不总是同意什么是一个水凝胶。
因此，我们将回顾文献的基础上纳米复合水凝胶和凝胶制成的各种聚合物和无机纳米粒子的大小不同。
纳米纤维素PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制备研究
纳米纤维素/PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制备研究为了攻克竹材的长效防霉难题,以温敏性水凝胶PNIPAm为原料,将具有强杀菌作用的纳米银包埋其中制得温敏性抗菌纳米水凝胶,再与竹材复合制备防霉竹材,通过温敏性水凝胶的温变特性实现竹材的长效防霉。
主要研究结果如下:(1)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,引入TEMPO氧化的纳纤化纤维素(TO-NFC),采用自由基溶液聚合法制得一系列半互穿网络水凝胶,并研究了其溶胀性能和力学性能。
结果表明:TO-NFC的引入明显提高了PNIPAm水凝胶的溶胀性能和抗压性能,尤其具有高含量的TO-NFC,溶胀比可达42 g/g,压缩强度可达61.53 MPa,分别是纯PNIPAm的2倍、5倍。
(2)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用自由基溶液聚合法制得一系列纳米水凝胶,并研究聚合组分对水凝胶纳米粒径的影响。
结果表明:当单体PNIPAm浓度为0.75mg/mL、交联剂MBA浓度为0.255 mg/mL、引发剂KPS浓度为0.300mg/mL、催化剂TEMED浓度为0.563 mg/mL时,所制纳米水凝胶分散均匀,粒径可达28.6nm。
(3)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、丙烯酸(AAc)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,硝酸银(AgNO3)作为银源,采用自由基溶液聚合法制得Ag纳米复合水凝胶——Ag/PNIPAm和Ag/P(NIPAm-co-AAc),并研究其粒径分布和微观形貌。
结果表明:所制Ag纳米复合水凝胶的粒径在50nm左右,Ag/P(NIPAm-co-AAc)纳米水凝胶较Ag/PNIPAm的负载Ag纳米粒子多,其内部均匀分散着10nm左右的Ag颗粒,呈现出“核-壳”结构。
(4)论文的研究成果,对于拓展PNIPAm基纳米水凝胶的应用范围,实现竹材的长效防霉具有十分重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纳米复合水凝胶的功能化及其研究现状纳米复合水凝胶的研究现状水凝胶(hydrogels)是一种适度交联的亲水性高分子,可在水中溶胀,但不溶解[1]。
自20世纪40年代以来,水凝胶的物理化学性质得到了广泛关注。
水凝胶作为高吸水材料、外科软组织填充材料、软性角膜接触镜和皮肤移植材料、隔水混凝土填加剂、石油回收堵水剂等在卫生、生物医学、建筑、化工等诸多领域具有广泛的应用前景。
一般的水凝胶是水溶性高分子通过化学交联构成网络，如聚丙烯酰胺水凝胶，但是由于化学交联凝胶的力学性能较差，所以其实际应用范围受到限制。
通过提高交联点密度的方法也可以提高有机交联凝胶的强度，但是其它性能如：光学透明性、吸水(脱水)速率、强度、柔性会大大降低，因而在应用上受到限制。
近年来，纳米技术的发展已进入了一个崭新的阶段，由于纳米材料(粒径1～100nm)独特的尺寸效应和界面效应,其在电子学、光学、机械学、催化等方面呈现出优异的性能[2]。
纳米复合水凝胶是将纳米尺寸的无机物粒子分散在水凝胶中形成的复合材料。
因为它不仅保持了纳米材料本身的功能特性,而且还将纳米材料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与水凝胶的软湿性能相结合,从而明显改善水凝胶的物理机械性能、热稳定性。
所以是一种极具发展前景的新材料。
利用无机纳米粒子作为物理交联剂,如蒙脱土、无机黏土等,已发现合成的有机-无机纳米复合水凝胶在改善其力学性能方面具有显著的效果。
在传统纳米复合材料的启发下，1997年Messersmith[3]等第一次研究了蒙脱土/PNIPAAm纳米复合水凝胶，随后Liang[4]等前人的经验的基础上，合成了改性蒙脱土/PNIPAAm纳米复合水凝胶。
2002年，日本Haraguchi [5][6]等，首次报告将锂藻土(Laponite)纳米粒子分散在水中，使N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)单体在Laponite分散液中原位自由基聚合，不添加化学交联剂,得到了聚N-异丙基丙烯酰胺-Laponite纳米复合水凝胶(nanocomposite hydrogel)，这种复合水凝胶拉伸强度约为常见水凝胶的10倍，断裂伸长率高达1300%，约为常见水凝胶的50倍，韧性高，不易拉断;透明性好，如图1。
近年来，智能水凝胶作为智能材料的一个分类正被越来越多地研究，已从最初单一的环境敏感效应发展到多重环境敏感性(如温度、pH值、光、电等)直至仿生功能。
人们对智能凝胶的研究始于1978年，Tanaka[7]等人首次发现，以N，N’一亚甲基双丙烯酞胺交联的聚丙烯酞胺水凝胶在某个临界温度附近时，微小的温度变化会导致急剧的突跃性的体积变化，变化可达几十至几百倍。
Tanaka发现并开辟了一个新的研究领域—“灵巧凝胶”或“智能凝胶”。
后来人们相继发现pH，化学物质、光、电场等也可导致这种变化。
迄今为止，能响应外界刺激而溶胀或收缩的聚合物凝胶已发展成为软、湿高分子智能材料。
图1NC凝胶具有很好的力学强度，具有很高的断裂伸长率（a），随意弯曲（b），打结（c），打结后拉伸（d）智能高分子材料[8]又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应聚合物、环境敏感型聚合物，是一种能感觉周围环境变化，而且针对环境的变化能采取相应对策的高分子材料。
智能高分子凝胶[9]是由具有三维交联网络结构的聚合物与低分子介质共同组成的多元体系，其大分子主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团。
当信号发生变化时，或受到特异的化学物质的刺激时，凝胶的体积会发生突变，呈现体积相转变行为(溶胀相-收缩相)。
即当凝胶受到外界刺激时，凝胶网络内的链段有较大的构像变化，呈现溶胀相或收缩相，因此凝胶系统发生相应的形变。
一旦外界刺激消失时，凝胶系统又自动恢复到内能较低的稳定状态。
所以，可以通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态，来影响其溶胀或伸缩性能，从而使凝胶对外界刺激做出灵敏的响应，表现出智能特性[10]。
根据外界刺激因素不同，智能高分子水凝胶可分为：溶剂组成敏感性，温敏性，pH值、盐敏感性，光敏性，电敏感型和压力敏感性等单一响应性高分子水凝胶及温度、pH值敏感性，热、光敏感性，pH值、离子刺激等双重或多重相应性高分子水凝胶等。
本文主要介绍基于纳米复合水凝胶的智能水凝胶，包括温敏水凝胶、pH敏感水凝胶、温度pH双重敏感水凝胶和导电水凝胶，以及它们的研究现状。
温度敏感水凝胶温敏性水凝胶是能响应温度变化而发生溶胀或收缩的水凝胶。
当凝胶在水或水溶液中溶胀时，随着温度改变其体积发生不连续的变化，在某一临界温度附近，随温度的微小改变，其体积会发生突跃性变化，变化的幅度可达数倍至数十倍。
这一现象称为凝胶的体积相转变，相应的温度称为相转变温度[11]。
温度敏感型水凝胶的响应性依赖于温度的变化。
它具有临界相转变温度，能感应温度的变化而改变自身的相状态或溶胀和收缩。
目前，研究最多的温敏性水凝胶是聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）水凝胶，它是一种低温溶解型的聚合物。
所谓低温溶解型(lower critical solution temperature，LCST)是指聚合物溶液在某一临界温度附近，当温度发生微小的升高时，聚合物会发生突然地收缩，呈疏水状态；而当温度略微小于临界温度时，聚合物会突然呈现亲水状态。
PNIPAm之所以具有温敏效应是其分子链中存在疏水性异丙基和亲水性的酰胺基，当温度低于LCST时，水分子与酰胺基形成氢键作用，使得分子链整体呈现亲水状态；当温度低于LCST时，水分子与酰胺基的氢键作用被破坏，而使分子链整体呈现疏水状态，从而在水溶液中发生收缩侧链。
PNIPAm 凝胶的LCST在32℃左右[12]。
PNIPAM大分子链上存在着亲水和疏水基团的平衡，其热诱导相变的主要机理就是聚合物释放出了疏水界面上的水，从而引起了聚合物的析出[13]，如图2。
其溶胀温度响应性随其取代基种类而异，故可以利用引入共聚单体而调控温度依赖性。
根据研究，温度敏感凝胶在溶剂中溶胀时，凝胶体系与溶剂的相互作用决定其溶胀对温度的依赖性[14]。
图2 PNIPAM水凝胶去溶胀示意图由于PNIPAm对温度变化有着灵敏的响应行为，使得它在药物控释体系、细胞组织培养工程、免疫分析等生物工程应用方面，温控化学阀、传感器、胶黏剂、涂料等工业应用方面都有诱人的应用前景。
因此，它在基础研究和工业应用研究方面吸引了研究者们广泛的兴趣，近年来，关于PNIPAm的均聚物、共聚物和水凝胶的各种研究报道也越来越多。
pH敏感水凝胶水凝胶的pH敏感性是指凝胶随环境酸度的变化而发生的溶胀体积不连续变化。
水凝胶的pH敏感性最早是由Tanaka在测定陈化的丙烯酞胺凝胶SR时发现的[15]。
一般来说，具有PH响应性的水凝胶，其网络中含有大量易水解或质子化的酸、碱基团，如梭基或氨基，它们之间容易形成氢键，而这些基团的解离受外界pH的影响；当外界pH变化时，这些基团的解离程度相应改变，会破坏凝胶内相关的氢键，使凝胶网络的交联点减少，造成凝胶网络结构发生变化，引起凝胶溶胀。
梭基在高pH时电离成梭基负离子，相同梭基负离子的电子相斥作用而破坏了氢键，使网络疏松产生溶胀；而在低pH值时梭基不电离，氢键稳定，使网络紧密呈收缩状态，此凝胶在PH高低交变的环境中具有可逆的响应性[16]。
另外，这些基团的解离还会造成凝胶内外离子浓度改变。
在一定PH值下，溶液离子强度对凝胶平衡溶胀的影响可由Donnan平衡理论描述[54]。
在一定离子强度下，凝胶内外离子浓度差最大，此时对应的平衡溶胀度为极大值。
这种凝胶溶胀对离子强度的关系可以解释为在低离子强度下，因抗衡离子难以从溶液进入凝胶，所以可电离基团的电离度较小，随离子强度提高，使电离度增大。
凝胶溶胀加大，最后凝胶离子化达到最大，这时离子强度增加时，会减少凝胶内与溶液间的离子渗透压，而导致凝胶溶胀减少[17]。
pH敏感性水凝胶根据敏感性基团的不同可分为阴离子、阳离子和两性离子三种类型。
不同类型的pH敏感凝胶，其pH敏感范围不同。
pH敏感性水凝胶一般含有-COOˉ、-0P03ˉ、-NH3+、-SO3+等阴阳离子基团。
以聚丙烯酸为例，在高于丙烯酸的pKa(4.25)时，梭基-COOˉ呈解离状态，亲水性增加;而低于pKa时，-COOH基团的亲水性降低。
所以改变pH值将引起丙烯酸类水凝胶的体积相变。
在聚合中加入交联剂也可影响其膨胀行为，所以pH敏感性水凝胶的聚合所用的单体必须含有-COOˉ、-0P03ˉ、-NH3+、-SO3+等阴阳离子基团，并且在聚合过程中要加入交联剂[17]。
阳离子型pH敏感性水凝胶的可离子化基团一般为氨基，如，N，N—二甲基/乙基氨乙基甲基丙烯酸甲酯、乙烯基吡啶和丙烯酞胺，其pH敏感性主要来自于氨基的质子化，氨基越多，水凝胶水化作用越强，平衡溶胀比越大，其溶胀机理与阴离子型相似。
两性pH敏感性水凝胶同时含有酸碱基团，如苯磺酸钠和甲基丙烯酞胺丙基三甲基氯化按共聚得到的水凝胶，其pH敏感性来源于高分子网络上的两种基团离子化，梭基在高pH时离子化，胺在低pH时离子化，故两性水凝胶在高低pH 处均有较大的溶胀比，而在中间pH处其溶胀比较小。
与前面两种不同，它在所有pH范围均存在溶胀，而不需要存在最低pH要求，同时它对离子强度的变化更敏感。
正是由于上述pH敏感性水凝胶的诸多特点，其在医疗、医药领域的大分子溶质分离、药物释放系统，诊断疾病及日常监测，以及在吸水材料和分析测试方面的应用越来越受到人们的重视。
温度/pH双重响应凝胶随着智能材料研究工作的深入开展，研究和开发具有双（多）重相应功能的“杂交型”智能材料已成为这一前沿领域的重要发展方向。
如温度、pH双重敏感凝胶，温度、光敏凝胶，热敏、磁响应性高分子凝胶微球等。
在许多情况下仅有一种响应性是不能满足要求的。
由于IPN[18]中各聚合物网络具有相对的独立性，因此可以以pH敏感的聚合物网络为基础，利用IPN技术引入另一种具有温度敏感性的聚合物网络，制得具有温度及pH双重敏感的IPN型水凝胶。
同时，由于各聚合物网络之间的交织互穿必然会相互影响、相互作用，故使各聚合物网络之间又具有一定的依赖性。
这种既相互独立又相互依赖的特性将最终决定IPN水凝胶的溶胀性能。
Shibayama[19][20]等制成NIPA与丙烯酸或甲基丙烯酸共聚水凝胶，随着酸类含量的增高，凝胶的LCST有所升高，并且对温度的响应性的灵敏性也有所下降，这种水凝胶是温度及pH响应性的。
卓仁禧[21]制得的NIPA和丙烯酸互穿网络。
互穿聚合物网络中各聚合物网络具有相对独立性，同时，各个网络之间又相互作用，相互影响，这种既相互独立又相互依赖的特性最终决定水凝胶的溶胀行为。
发现它在碱性条件下的溶胀率远大于它在酸性条件下的，在酸性环境中，溶胀率随温度的升高而增大，与传统的热缩型凝胶的行为相反。