1. 研究目的与意义（文献综述）

最近发展起来的两个网络全是物理交联的全物理交联双网络水凝胶^[1]不像化学交联、杂化交联双网络水凝胶^[2]，研究者们设计了一种新的设计方法用有着很强物理相互作用的韧性很强的凝胶去构建第二网络，而不是传统的化学交联软凝胶。基于这个设计方法，研究者们用一步法合成了一个新类型的全物理交联agar/hpaam双网络水凝胶。agar/hpaam双网络水凝胶是由氢键交联的琼脂作为第一网络、疏水交联的聚丙烯酰胺作为第二网络组成的^[3,4]。在最优配方中，agar/hpaam水凝胶比化学交联和杂化交联双网络水凝胶展现出更卓越的机械性能和韧性。更值得注意的是，由于其独特的物理交联和可逆的网络结构，agar/hpaam双网络水凝胶被证实有快速自回复性、显著的抗疲劳性和在室温下没有外部刺激的显著的自愈性^[5,6]。

聚乙烯醇水凝胶因为具有良好的生物相容性和非毒性，所以已经被广泛研究，它被认为是一种最合适生物医学应用的水凝胶材料。此外，聚乙烯醇水凝胶具有许多优异性能，如较高的机械强度，透光性和渗透性。此外，在适当条件下制备的聚乙烯醇水凝胶已被证明能够实现自我修复^[7]，具有良好的自修复能力。pva水凝胶是通过一定的交联方法将pva分子间相互连接组成三维网络结构制备而成的。pva 水凝胶的制备按其交联方法可以分为化学交联、辐射交联、物理交联。本项目中采用物理交联法，主要是指将pva溶液在低温和室温下反复冷冻/解冻，使材料内部形成微晶区作为物理交联点，由此而得到三维网络结构使pva水凝胶的力学强度得到明显增强。同化学交联、辐射交联等方法相比，物理交联法得到的pva水凝胶由于不需要添加任何化学试剂，具有良好的生物相容性，因而利用低温冷冻解冻法制备的pva水凝胶被广泛应用于生物医学材料、药物输送、组织工程等医用领域，在过去几年吸引了很多科学家的关注^[8]。xls溶胶型锂藻土是一种人工合成的纳米粒子，在水中可以剥离分散，呈厚度1nm、直径25～30nm的圆片，粒径具有单分散性；重叠堆砌成层状结构，形成悬浮液；圆片边缘带正电荷而表面带负电荷。锂藻土可以与丙酰胺类单体采用原位自由基聚合的方法合成聚合物/锂藻土纳米粒子复合水凝胶^[9]。纳米粒子复合水凝胶具有优异的拉伸强度，断裂伸长率几乎是通常化学交联水凝胶的20倍^[10-13]。纳米复合凝胶选择纳米粘土^[14]为物理交联剂，代替传统的化学交联剂，制得的纳米复合水凝胶具有优越的性质，如更好的粘性、更强的初性、更大的透明度等，使得凝胶系统在生物工程及再生医学领域的应用得到进一步拓展^[15]。

本课题拟以锂藻土做为交联点的聚丙烯酰胺作为第一网络，以物理交联的聚乙烯醇作为第二网络，通过自由基聚合和冷冻/解冻步骤合成聚乙烯醇/聚丙烯酰胺-锂藻土（xls）全物理交联双网络水凝胶。通过对所制备水凝胶进行力学性能测试（拉伸强度、断裂伸长率等）和其微观结构表征（xrd、sem等），并探究水凝胶力学性能与微观结构的关系。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容:

(1)pva/pam-xls dn gel的制备。

通过控制聚乙烯醇在水中的含量、加热温度、搅拌强度等条件，寻找聚乙烯醇在水中的最佳溶解条件；通a凝胶样品。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：按照设计方案，制备双物理交联双网络水凝胶。

第6－9周：按照设计方案，通过改变原料的配比制备不同的水凝胶样品。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] chen q, chen h, zhu l, et al. fundamentals of double network hydrogels[j]. journal of materials chemistry b, 2015, 3(18):3654-3676.

[2]樊凯奇, 贾彩敬, 赵帅,等. 高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究[j]. 轻工学报, 2017(6):35-42.

[3]hen q, zhu l, chen h, et al. a novel design strategy for fully physically linked double network hydrogels with tough, fatigue resistant, and self‐healing properties[j]. advanced functional materials, 2015, 25(10):1598-1607.