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一种应力响应型光学水凝胶及其制备方法和应用技术

技术编号:29384901 阅读:23 留言:0更新日期:2021-07-23 22:17
本发明专利技术涉及一种应力响应型光学水凝胶及其制备方法和应用,所述水凝胶由纤维素纳米晶悬浮液抽滤得到的手性纤维素纳米晶膜用含丙烯酰胺和丙烯酸的前驱体溶液溶胀再通过紫外光聚合复合得到。本发明专利技术提供的应力响应型光学水凝胶以天然高分子纤维素纳米晶为显色成分,原料可循环再生,生物降解性良好,水凝胶拉伸性能好、显色均匀,具有良好的应力传感性能以及信息储存与显示功能,并且可通过调节制备工艺条件来调整手性纤维素纳米晶膜的螺距,从而控制光学水凝胶力学响应范围和显色程度。

【技术实现步骤摘要】
一种应力响应型光学水凝胶及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子凝胶
,具体涉及一种应力响应型光学水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
结构色作为自然界最奇妙的现象之一,主要是通过周期性规整纳米结构对光的干涉作用产生,经常能够在动物和植物中发现。与色素色不同的是,如果纳米结构能得以保持,则结构色类材料具有环保、不褪色和高稳定性的显著特征。在自然界中,有些生物甚至能够可逆地快速改变颜色以进行伪装,交配和殖民地防御。其中,变色龙是最重要的代表之一,它可以通过放松/刺激皮肤和调节鸟嘌呤晶体的结构来根据环境改变颜色。过去几十年里,许多研究者受这些有趣现象的启发,利用光子晶体、布拉格堆栈和手性向列相液晶创造出了人工结构颜色。纤维素纳米晶是一种可再生材料,通常通过硫酸催化水解纤维素而制备得到,由于其表面引入硫酸酯基而带负电,产生的静电斥力使其能够很好地在水中分散,并且可以形成手性向列相液晶。纤维素纳米晶由于其丰富的来源、对环境友好、独特的光学性质以及可作为手性模板而备受学者们关注。即使纤维素纳米晶悬浮液水分完全蒸发,手性向列型结构也能完整保留本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应力响应型光学水凝胶,其特征在于,所述水凝胶由纤维素纳米晶悬浮液抽滤得到的手性纤维素纳米晶膜用含丙烯酰胺和丙烯酸的前驱体溶液溶胀再通过紫外光聚合复合得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种应力响应型光学水凝胶,其特征在于,所述水凝胶由纤维素纳米晶悬浮液抽滤得到的手性纤维素纳米晶膜用含丙烯酰胺和丙烯酸的前驱体溶液溶胀再通过紫外光聚合复合得到。


2.一种权利要求1所述的应力响应型光学水凝胶的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)将纤维素纳米晶悬浮液经高功率超声处理后,用尼龙滤膜对纤维素纳米晶悬浮液进行真空抽滤,得到手性纤维素纳米晶膜;
2)将步骤1)所得手性纤维素纳米晶膜置于含丙烯酰胺和丙烯酸的前驱体溶液中溶胀5~30min,然后在紫外光照射下进行紫外光聚合,得到应力响应型光学水凝胶。


3.根据权利要求2所述的应力响应型光学水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤1)所述纤维素纳米晶悬浮液由微晶纤维素经65wt%硫酸溶液水解1h,再用去离子水透析除去离子,最后稀释或浓缩得到,其中纤维素纳米晶尺寸为243.6±76.3nm,Zeta电位为-62.5mV。


4.根据权利要求2所述的应力响应型光学水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤1)高功率超声处理的超声功率为400~800W,超声处理时间为5~10min。

【专利技术属性】
技术研发人员:常春雨黄达
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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