智能高分子及水凝胶的响应性及其应用.pdf

物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)
438ActaPhys.鄄Chim.Sin.,2007,23(3)：438-446March

[Review]www.whxb.pku.edu.cn

智能高分子及水凝胶的响应性及其应用

1,21,111
金淑萍柳明珠鄢陈世兰卞凤玲陈勇
王斌1詹发禄1刘守信3
(1兰州大学化学化工学院,功能有机分子化学国家重点实验室,兰州730000;
2河西学院化学系,甘肃张掖734000;3陕西师范大学化学系,西安710062)

摘要：结合一些范例综述了智能水凝胶的基本概念、种类以及智能高分子响应环境温度、pH值和光信号刺激
的相转变行为,简要介绍了该类高分子在农林业、卫生等领域中的应用,并对其发展前景作了展望.

关键词：智能高分子;智能水凝胶;相转变;形状记忆
中图分类号：O645

ResponsivePropertiesandApplicationsoftheIntelligent
PolymersandHydrogels

1,21,11
JINShu鄄PingLIUMing鄄Zhu鄢CHENShi鄄LanBIANFeng鄄Ling
CHENYong1WANGBin1ZHANFa鄄Lu1LIUShou鄄Xin3
(1StateKeyLaboratoryofAppliedOrganicChemistry,CollegeofChemistryandChemicalEngineering,LanzhouUniversity,
Lanzhou730000,P.R.China;2DepartmentofChemistry,HexiUniversity,Zhangye734000,GansuProvince,P.R.China;
3DepartmentofChemistry,ShaanxiNormalUniversity,Xi忆an710062,P.R.China)

Abstract：Thebasicconceptsandspeciesoftheintelligenthydrogelandtheresponsivebehaviorsoftheintelligent
polymerstothechangesofsurroundingtemperature,pH,andlightsignalwereintroducedinthispaperonthebasisof
somesuccessfulsamples.Theapplicationsoftheintelligentpolymersweredescribedinthefieldsoffarming鄄forestand
sanitation,andthefuturedevelopmentforthesematerialswasprospected.

KeyWords：Intelligentpolymers;Intelligenthydrogels;Phasetransition;Shapememory

科学技术的发展,要求材料本身变得很“聪明”,指出智能材料是对环境具有可感知、可响应,并具有
以适应复杂环境的变化.20世纪70年代,美国麻省功能发现能力的新型材料.此后Newnham等[3]提出
理工大学田中丰一及其同事在研究因吸收了大量溶了灵巧材料(smartmaterials)的概念,也有人称为机
剂而溶胀的聚丙烯凝胶时,发现一块透明凝胶在冷敏材料.近10多年来,智能材料的研究工作空前活
却过程中凝胶内部会逐渐雾化模糊,直至完全不透跃,其中具有智能行为的新型高分子及其水凝胶发
明,温度恢复时凝胶又恢复透明状态.这一相转变现展最为迅速.这类高分子能“感觉”出周围环境条件,
象的发现开辟了一个全新的研究领域[1].80年代末90如温度、酸度、压力、声波、离子、电场、磁场、光波、溶
年代初,高木俊宜[2]将信息科学融合于材料的物性和剂等的微小变化与刺激,并能针对变化采取相应对
功能,提出了智能材料(intelligentmaterials)的概念,策,高分子自身性质如相、体积、形状、光学、力学、电

Received:September4,2006;Revised:November7,2006.

鄢Correspondingauthor.Email:m鄄[e-mail];Tel:+86931鄄8912387.
国家高技术研究发展规划(863项目)(2001AB鄄ZB3202)和高等学校博士学科点专项科研基金(20030730013)资助
EditorialofficeofActaPhysico鄄ChimicaSinica
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No.3金淑萍等：智能高分子及水凝胶的响应性及其应用439

场、表面积、反应速率以及识别性能等将