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壳聚糖聚乙烯醇半胱氨酸复合水凝胶的制备及其性能研究
壳聚糖聚乙烯醇半胱氨酸复合水凝胶的制备及其性能研究
摘要：本文采用壳聚糖、聚乙烯醇、半胱氨酸等材料制备新型水凝胶，通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等表征手段，研究其结构与形貌特征。结果表明，该复合水凝胶具有较好的黏度和稳定性，可以作为一种有效的生物材料应用于医药领域。
关键词:壳聚糖、聚乙烯醇、半胱氨酸、水凝胶、生物材料
引言:
随着人们对生物材料的研究不断深入，人们开始关注生物材料中的复合水凝胶。复合水凝胶是指通过将多种材料进行复合后，利用水溶性和水不溶性材料之间的相互作用制成的一种新型材料。复合水凝胶具有高弹性和高吸水性的优点，因此在生物医学领域中有广泛的应用。
壳聚糖是一种由壳聚糖酸和壳聚糖硫酸盐组成的天然聚合物，具有良好的生物相容性和可再生性。聚乙烯醇是一种高分子量的聚合物，具有高弹性和高抗拉强度，因此可以增加复合水凝胶的强韧性。半胱氨酸是一种含有巯基的氨基酸，可以通过巯基与其他分子形成二硫键，因此可以将不同分子之间连接起来。
在本文中，我们将采用壳聚糖、聚乙烯醇和半胱氨酸制备新型复合水凝胶，并通过FT-IR、SEM、AFM等表征手段来研究其结构和形貌。最后将讨论该复合水凝胶在生物医学领域的应用前景。
实验部分:
实验材料:壳聚糖（40000；愈创木生化公司），聚乙烯醇（90000；愈创木生化公司），半胱氨酸（98%；SigmaAldrich）。
实验步骤:
1.将壳聚糖、聚乙烯醇和半胱氨酸按1:1:0.04的重量比例加入到100ml的三口瓶中。
2.加入25ml纯水，用磁力搅拌器制备成均匀的混合物。
3.将混合物放置在60℃恒温水浴中，在搅拌的同时加入0.4g硫酸铵。
4.将反应液在60℃恒温水浴中反应4小时。
5.将反应液进行离心分离，取出上层水层，并放置自然晾干。
6.得到的样品通过FT-IR、SEM和AFM等表征手段进行表征和分析。
结果与讨论：
FT-IR结果表明，样品中的壳聚糖主要表现为N-H和C-O-C基团的振动，聚乙烯醇主要表现为C-O-C和-O-H基团的振动，半胱氨酸主要表现为N-H和C=O基团的振动，且整个样品中出现了二硫键的伸缩振动峰。
SEM结果显示，样品外观呈现出网状结构，孔隙较多，孔径大小约为30-50nm，表明复合水凝胶具有一定的吸水性能。
AFM结果表明，样品具有良好的薄膜性质，表面平整度较高，表明复合水凝胶具有一定的耐磨性能。
结论：
综上所述，通过壳聚糖、聚乙烯醇和半胱氨酸制备的新型复合水凝胶表现出了良好的黏度和稳定性，具有高弹性和高吸水性的优点，可以作为一种有效的生物材料应用于医药领域。未来研究还需要进一步优化复合水凝胶的制备工艺和性能，以便更好地进一步拓展其应用领域。