1. 研究目的与意义（文献综述）

智能水凝胶也称环境敏感水凝胶，是指对于外界微小的物理化学刺激,如温度、电场、磁场、光、pH、离子强度和压力等能够感知、处理并产生响应,表现为体积、形态等的显著变化。温敏性水凝胶是目前智能水凝胶中最受关注的一种。当外界温度发生变化时，温敏性水凝胶即产生一种不连续变化的突变，并且在某一范围内呈现出相转变现象。温敏性水凝胶发生相转变是因为体系内存在着若干种非共价键相互作用力，这些力包括范德华力、氢键力、疏水相互作用力和静电相互作用力等。当这些力共同作用并发生变化时，凝胶也会发生溶胶-凝胶转变。人们可以通过控制温度来控制温敏性水凝胶的相变进而来控制药物的释放，因此该系统在药物缓控释领域有着广阔的应用前景。
以小分子凝胶因子为结构单元，在一定环境条件下溶解在溶剂中，通过凝胶因子自组装来“合成”超分子水凝胶。氢键、静电相互作用、亲疏水相互作用以及π-π相互作用等非共价键的相互作用是凝胶化的驱动力，凝胶因子通过这些相互作用自组装形成线型、纤维状或带状结构，继而形成三维网络结构，阻止了溶剂分子的流动，从而使整个体系凝胶化。由于这些非共价键的相互作用较弱，与高分子水凝胶相比，由小分子形成的水凝胶力学强度较弱，稳定性差，很容易被外力破坏。而许多的生物学应用都需要胶体具备一定的力学强度，这就限制了超分子水凝胶的应用。因此，我们将高分子混入其中形成复合水凝胶，这种复合水凝胶与超分子水凝胶相比力学强度提高了许多，并且保留了超分子水凝胶的优势，进一步拓展了超分子水凝胶的应用。
凝胶因子根据种类不同大致可以分为：(1) 长链烷烃或氟碳化合物；(2) 氨基酸类衍生物； (3) ALS 类衍生物； (4) 糖类衍生物； (5) 芳香族衍生物； (6) 有机金属化合物；(7) 脲类衍生物等。其中氨基酸类衍生物凝胶因子是一类新型的凝胶因子，通常具备手型结构，因为其所形成的超分子水凝胶具有良好的生物相容性，刺激响应性和可逆性而受到研究者们的广泛关注。氨基酸衍生物一般具有羧基、酰胺基、氨基甲酸乙酯、氨基等氢键接受体与给予体可形成分子间氢键，具有长的烷基链可增加范德华力，芳香单元可通过苯环间的堆积力，使凝胶稳定。而酪氨酸除具有氨基和羧基这两个反应位点外还具有酚羟基，将其简单修饰后即可得到具有潜力的小分子凝胶因子。因此本课题将合成十二烷基-Boc-L-酪氨酸(BDT) 作为小分子凝胶因子。
本课题采用海藻酸钠（SA）作为高分子与小分子凝胶因子BDT混合形成复合水凝胶。海藻酸钠微溶于水，且不溶于大部分有机溶剂。溶于碱性溶液中时，该溶液具有一定的粘性。SＡ粉末遇水变湿，由于水合作用，其表面具有粘性，使得粉末迅速粘合在一起形成团块，团块缓慢水化最终溶解。当水中含有其它亲水的化合物时，由于水合作用的竞争关系，海藻酸钠更难溶解于水中。海藻酸的Ｇ片段在室温下对二价离子（钙、锶、钡等）具有相对较高的亲和力。在二价离子的水溶液中，海藻酸链能快速的发生交联反应形成凝胶，其中反向的两个相邻的Ｇ片段与一个二价阳离子发生反应，形成一个四配位基结构，然后形成众所周知的蛋盒模型。海藻酸钠的加入提高了超分子水凝胶的稳定性。
本课题参考王赛等人以 Boc-L-酪氨酸甲酯为原料，通过烷基化反应和水解反应得到生物相容性好，温度响应性的十二烷基-Boc-L-酪氨酸的合成方案，制备小分子凝胶因子BDT。将海藻酸钠等体积混入到尚未凝胶的BDT溶液中，再加入一定量的氯化钙水溶液形成交联得到复合水凝胶。通过红外光谱分析、DSC、SEM等方法表征其结构和测试其性能，并对比超分子水凝胶与复合水凝胶结构和性能差异，探究所制备的温敏性复合水凝胶在生物医用材料方面的应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容、目标：

（1）文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；

（2）制备小分子凝胶因子，研究超分子水凝胶的凝胶化转变温度、临界凝胶浓度等性能；

3. 研究计划与安排

（1）第1-2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。

（2）第3-5周：按照实验方案，制备凝胶因子。

（3）第6-10周：研究小分子凝胶因子和超分子水凝胶的性能。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]马栋. 功能化超分子水凝胶的研究[d]. 中山大学，2010.

[2]周娴婧.温敏性离子微水凝胶的制备、性能及应用 [d]. 浙江大学，2016.

[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.