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超分子凝胶在受限空间中的性能研究开题报告

 2021-03-07 16:13:20  

1. 研究目的与意义(文献综述)

凝胶是指胶体粒子或分子在一定条件下互相连接, 形成空间网状结构, 结构空隙中充满了作为分散介质的一种特殊的分散体系,是一种常见的智能高分子材料。凝胶的分类方法很多, 通常是依据其来源、媒介、分子的构成、形成三维网络结构的交联方式等进行分类。 根据其来源不同, 凝胶可以分为天然凝胶和人工合成凝胶, 大部分天然凝胶都是一些糖类或蛋白衍生物(如琼脂、淀粉、胶原质、白明胶)与溶剂水形成的水凝胶。 根据网络结构间媒介的不同, 凝胶可以分为有机凝胶、水凝胶、气凝胶或干凝胶。按照交联方式,可分为化学凝胶和物理凝胶。

化学凝胶通过强的化学键交联形成, 整个网络结构既不能被溶解, 也不能发生热转变。因此,化学凝胶通常是不可逆的, 其结构只能在一定的条件下 (如添加或移除溶剂)膨胀或收缩。不同于化学凝胶,物理凝胶分子间以非共价键的相互作用形成三维网络结构,凝胶具有热可逆性、可降解性、对刺激的灵敏响应性等优点。

超分子凝胶指的是小分子之间通过非共价键作用自组装形成网络结构束缚住溶剂形成的凝胶,是一种物理凝胶,而这些小分子被称为凝胶因子。由于生物体中的凝胶体系多由弱相互作用构成,因此,与传统的聚合物凝胶相比,超分子凝胶的结构更接近于生物体,具有更好的生物相容性。并且,非共价键相互作用的可逆性使得超分子凝胶具有可逆性和自修复特性,并且具备刺激响应性。因此,由小分子凝胶因子自组装生成的超分子凝胶在生物功能材料上有广阔的应用前景,已成为国内外高分子科学和生物医药学领域的研究热点。

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2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容、目标:

(1)制备超分子凝胶,研究超分子凝胶的凝胶化转变温度、临界凝胶浓度等性能。

(2)制备微通道受限空间。

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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3-5周:按照实验方案,制备凝胶因子。

第6-10周:制备微通道受限空间。

第10-12周:研究超分子凝胶在微通道受限空间中的性能。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]goh, cy; mocerino, m; ogden, mi. macrocyclic gelators. supramolecular chemistry,2013,25:9-11

[2] w chen, y yang, c rinadi, d zhou, aq shen. formation of supramolecular hydrogel microspheres via microfluidics. lab on a chip, 2009, 9(20):2947-51

[3] p sutar,tk maji. bimodal self-assembly of an amphiphilic gelator into a hydrogel-nanocatalyst and an organogel with different morphologies and photophysical properties. chemical communications, 2016, 52, 13136-13139

[4] lara a, estroff, andrew d, hamilton. water gelation by small organic molecules[j]. chemical reviews, 2004, 10(3):1201-1217

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