【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软物质新材料制备，具体涉及一种两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法。
技术介绍
1、水凝胶是一种由天然或合成材料制成的三维聚合物网络，具有高度的柔韧性、吸水性和保水性，同时还表现出良好的生物相容性和生物降解性，水凝胶类软物质的作用越来越显著。
2、冰模板法，是一种以冰晶为模板，通过溶剂在特定温度场中高度各向异性的固化行为，可控地制备具有特定结构的材料的方法；当溶剂在冷冻过程中形成冰晶时，溶质被排斥或诱捕在冰晶之间，随着冰晶的生长和固化，最终在冰晶融化后留下具有特定形貌和结构的孔道或网络；目前使用冰模板法制备取向性水凝胶已多见报道，但是冰模板法对设备要求苛刻、成本高，且需要多次反复冻融、角度与方向也有特定要求，对外部条件较多依赖，导致水凝胶被动形成取向。
3、为解决上述问题，本专利技术提出一种成本低、操作简便的由两亲性分子在冰水界面自组装制备水凝胶的方法。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供了一种两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，具体为以先制备聚乙烯醇溶液、后将两亲性分子与聚乙烯醇溶液混合，然后在-20℃条件下冷冻24h、室温解冻4小时制备聚乙烯醇基水凝胶的方法。本方法制备得到的水凝胶柔韧性好、且具有各向异性的优点，适用于在传感器、心脏组织工程等领域中应用。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，过程为：将聚乙烯醇粉末在93-97℃条件下溶解于水中，制备得到浓度
4、冷却至室温，向聚乙烯醇溶液中添加两亲性分子，溶解后得到混合液，混合液中，两亲性分子的浓度为0.05-0.07 mol/l；
5、将混合液在-20℃条件下冷冻24h、在室温解冻4小时，得到聚乙烯醇基两亲性分子类水凝胶；
6、本专利技术中，在冻融过程中，多官能团两亲性分子会在冰水界面自组装；水在低温下会结冰形成冰晶，而冰晶的融点比水高；当温度逐渐升高时，冰晶会融化，高分子聚合物链会受到冰晶形成和融化的影响，发生有序排列；两亲性分子具有疏水性的苯环及亲水性的羟基，疏水基团之间可以通过疏水缔合作用进行有序排布，亲水基团的数量及其空间排布会显著影响水凝胶的取向，进而使两亲性分子之间可通过亲/疏水的作用，促使冰晶形成时新插入的水分子沿着一定方向出现优势排布，从而实现水分子的最佳分布；两亲性分子在冰水界面自组装形成的纳米尺度层次的结构，可调控无取向性的聚乙烯醇基水凝胶成为取向性的水凝胶，从而高效、精准、可控的制备取向性的水凝胶。
7、本专利技术提出的两亲性分子在冰水界面自组装制备水凝胶的新方法，不需要通过力、热、光、电、磁等环境的刺激，且避免了传统冻融法对客观条件要求苛刻、耗时长的弊端，故有望实现湿而软材料合成及应用的新突破。
8、本专利技术方法得到的聚乙烯醇基水凝胶，具有取向性结构；其相较于单纯聚乙烯醇基水凝胶拥有更加突出的强度、韧性、耐疲劳性以及导电性，应用于柔性传感器具有显著的优势。
9、优选的，所述两亲性分子包括但不限于苯酚类分子，还包括植酸、柠檬酸钠、氨基酸以及表面活性剂。
10、优选的，所述苯酚类分子为苯酚（ph）、间苯二酚（rs）和对苯二酚（hq）中的一种。
11、优选的，所述混合液中两亲性分子的浓度为0.05 mol/l。
12、
13、相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
14、1、本专利技术中，使用的两亲性分子溶剂中存在疏水性的苯环和亲水性的羟基，通过冻融，促使冰晶形成时水分子沿一定方向出现最优排布。
15、2、本专利技术中，通过苯酚类化合物的使用，从分子水平上实现主动调控水凝胶的微结构，且未添加任何化学交联剂，设备要求低。
16、3、本专利技术中，冰水界面自组装对水凝胶力学刺激响应高度敏感，取向不同且力学响应信号不同，在健康检测方面有望实现新突破。
17、4、本专利技术提出冰水界面自组装制备的水凝胶成本低、可控性强，在各向异性水凝胶的应用中有望实现新的突破。
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1. 一种两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，其特征在于，过程为：将聚乙烯醇粉末在93-97℃条件下溶解于水中，制备得到浓度为4-6 wt%的聚乙烯醇溶液；
2.如权利要求1所述的两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，其特征在于，所述两亲性分子包括但不限于苯酚类分子，也包括植酸、柠檬酸钠、氨基酸以及表面活性剂。
3.如权利要求2所述的两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，其特征在于，所述苯酚类分子为苯酚（Ph）、间苯二酚（RS）和对苯二酚（HQ）中的一种。
4. 如权利要求1所述的两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，其特征在于，所述混合液中两亲性分子的浓度为0.05 mol/L。
【技术特征摘要】
1. 一种两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，其特征在于，过程为：将聚乙烯醇粉末在93-97℃条件下溶解于水中，制备得到浓度为4-6 wt%的聚乙烯醇溶液；
2.如权利要求1所述的两亲性分子冰水界面自组装制备水凝胶的方法，其特征在于，所述两亲性分子包括但不限于苯酚类分子，也包括植酸、柠檬酸钠、氨基酸以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾相伶，张峰丽，刘勇，赵艳艳，童明琼，曹红岩，
申请(专利权)人：德州学院，
类型：发明
国别省市：
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