【摘 要】
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水凝胶是一类由亲水性高分子和大量水分子组成的柔性材料,由于其良好的生物相容性以及与人体组织相近的力学性能而受到广泛关注。形状记忆水凝胶是刺激响应水凝胶中的一种,可记忆临时形状并响应外部变化（例如:光、电、热、pH等）恢复至原始形状。相比于其他刺激方式,光具有精确、远程、定时定位和可控等优点,但是目前对光响应性形状记忆水凝胶的报道较少且几乎都存在制备困难、力学性能差、变形能力弱、形状记忆性能差等问题
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水凝胶是一类由亲水性高分子和大量水分子组成的柔性材料,由于其良好的生物相容性以及与人体组织相近的力学性能而受到广泛关注。形状记忆水凝胶是刺激响应水凝胶中的一种,可记忆临时形状并响应外部变化（例如:光、电、热、pH等）恢复至原始形状。相比于其他刺激方式,光具有精确、远程、定时定位和可控等优点,但是目前对光响应性形状记忆水凝胶的报道较少且几乎都存在制备困难、力学性能差、变形能力弱、形状记忆性能差等问题。基于此研究背景下,本工作将光控Fe3+氧化还原反应引入水凝胶中,将Fe3+-COOH配位键的建构和解离作为形状记忆行为的分子开关,通过简单的方法制备出形状记忆性能好的一类光诱导形状记忆水凝胶,并对其潜在的应用进行了进一步的研究,主要包含以下内容:1.系统的研究了不同条件下制备的海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶的光致形状记忆回复过程,结果表明制备的水凝胶具有优异的力学性能（最大形变量可达680%）和形状记忆性能（在紫外光刺激下,形变恢复率接近100%）。2.预拉伸的水凝胶在紫外光照下会发生可逆弯曲变形,这一过程的机理是光的穿透性导致Fe3+-COOH配位交联的梯度解离。3.凝胶的光照区域和非光照区域具有差异化的交联密度和模量,在良溶剂（例如水）和不良溶剂（例如乙醇）中表现出不同的溶胀/收缩速度和程度。控制光照部位,实现了溶剂诱导的水凝胶复杂宏观变形。4.基于相同原理,通过光图案化辐照,实现了水凝胶表面的微图案化及溶剂诱导可逆变形,变形程度还可通过水凝胶取向方向和程度控制。
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