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一种定向导电水凝胶及其制备方法以及用于可植入和多维度传感器的用途技术

技术编号:42387277 阅读:31 留言:0更新日期:2024-08-16 16:14
本发明专利技术涉及生物质功能性高分子复合材料领域,尤其涉及一种定向导电水凝胶及其制备方法以及用于可植入和多维度传感器的用途。本发明专利技术通过制备表面包裹聚吡咯涂层的纤维素纳米纤维(PPy@CNF),将其加入聚乙烯醇(PVA)溶液中经冻融后得到结构无序的PVA‑PPy@CNF导电水凝胶。随后对无序结构的导电水凝胶施加牵引力并结合循环冻融技术,诱导水凝胶中PPy@CNF和PVA分子链沿着牵引力方向发生分子链重排并形成定向排列结构,最后通过单宁酸与聚合物分子链之间的多重氢键交联作用来永久锁定水凝胶中的取向排列结构,得到定向导电水凝胶。本发明专利技术工艺简单,绿色环保,操作简便,原料成本低廉易得,安全性高,可以成为合成性能优异、低碳且生物相容性好的多功能生物质复合材料的一种新技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物质功能性高分子复合材料领域,尤其涉及一种定向导电水凝胶及其制备方法以及用于可植入和多维度传感器的用途


技术介绍

1、柔性可穿戴和可植入传感器的发展正在深刻改变我们的健康监测、疾病诊断和精准医疗等领域。可穿戴传感器具备监测心电图、动脉脉搏、呼吸频率及关节运动等功能,能够实时地提供关键的生理数据。植入式传感器则在监测体内生物标志物及跟踪人工组织(如韧带和肌腱)的恢复状态中显示出极大的应用潜力,这对于检测人工组织健康恢复情况、慢性疾病管理和神经系统疾病治疗至关重要。为实现高效能和长期稳定性,这些传感器需采用具有高伸展性、优良导电性、抗疲劳性和卓越生物相容性的材料来构建。目前,构建这些传感器的材料主要包括金属、金属纳米颗粒、纳米碳材料及水凝胶等。但是,基于金属和碳纳米材料的传感器除了成本高昂之外,还面临一个显著挑战:它们的工作表面易被体液中的蛋白质、酶及其他代谢物不可逆地污染,这种污染逐渐改变其电化学和生物学特性,从而导致灵敏度降低并可能触发不良炎症反应。

2、水凝胶,作为一类由天然或合成高分子通过物理或化学交联形成的三维网络结构软本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种定向导电水凝胶的制备方法,其特征在于:通过原位聚合法在纳米纤维素表面原位聚合吡咯,得到表面包裹聚吡咯涂层的纤维素纳米纤维PPy@CNF,将其加入聚乙烯醇溶液中经冻融后得到结构无序的PVA-PPy@CNF导电水凝胶,随后对无序结构的导电水凝胶施加牵引力并结合冻融循环,诱导水凝胶中PPy@CNF和PVA分子链沿着牵引力方向发生分子链重排并形成定向排列结构,最后通过单宁酸与聚合物分子链之间的多重氢键交联作用来永久锁定水凝胶中的取向排列结构,得到定向导电水凝胶。

2.根据权利要求1所述的定向导电水凝胶的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

3.根据权利要求2所...

【技术特征摘要】

1.一种定向导电水凝胶的制备方法,其特征在于:通过原位聚合法在纳米纤维素表面原位聚合吡咯,得到表面包裹聚吡咯涂层的纤维素纳米纤维ppy@cnf,将其加入聚乙烯醇溶液中经冻融后得到结构无序的pva-ppy@cnf导电水凝胶,随后对无序结构的导电水凝胶施加牵引力并结合冻融循环,诱导水凝胶中ppy@cnf和pva分子链沿着牵引力方向发生分子链重排并形成定向排列结构,最后通过单宁酸与聚合物分子链之间的多重氢键交联作用来永久锁定水凝胶中的取向排列结构,得到定向导电水凝胶。

2.根据权利要求1所述的定向导电水凝胶的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的定向导电水凝胶的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的纳米纤维素水溶液的浓度为1-5wt%。

4.根据权利要求2所述的定向导电水凝胶的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的吡咯单体的添加量为纳米纤维素添加量的50%-200wt%。

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【专利技术属性】
技术研发人员:林凤采徐艳莲游子轩林文燕孙宸奕陈基棚郑笑笑
申请(专利权)人:闽江学院
类型:发明
国别省市:

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