功能性水凝胶涂层:功能、应用、涂层方法和试验

生命起源于水。水凝胶——在水中溶胀的亲水性聚合物网络——类似于生命的原始形态——藻类和细菌。在现代生活中,水凝胶在自然界中无处不在,从动物组织中的肌肉和软骨到植物中的木质部和韧皮部。

水凝胶固有的生物相容性使其广泛应用于医疗领域,如伤口敷料、药物输送和组织支架。

近年来,合成水凝胶在聚合物网络的拓扑结构和化学组成上的多样性使其高度适应各种功能和应用,如温度、电场和pH刺激响应水凝胶、有色水凝胶、防污水凝胶和坚韧水凝胶。

人工合成的水凝胶在智能软设备和软机器人中发挥着不可替代的作用。由于水凝胶在各种基底上的强结合,功能水凝胶涂层进一步扩展了水凝胶的应用。

通过功能性水凝胶涂层,人们可以整合水凝胶的功能或通过这种组合产生新的应用,而不会影响目标基材的机械性能,如刚度、韧性和强度。功能性水凝胶涂层是水凝胶研究的热点之一。

最近,浙江大学的刘俊杰、瞿绍兴、杨伟和哈佛大学的索志刚从水凝胶涂料的功能和应用、制备附着力强的水凝胶涂料的方法和附着力评价试验三个方面回顾了功能性水凝胶涂料的新课题。

这篇评论,题为“功能水凝胶涂料”,发表于国家科学审查。欧洲杯线上买球

首先,介绍了功能性水凝胶涂料的主要功能及其在医疗和非医疗领域的应用。在非医疗领域,典型应用包括传感、驱动、抗海洋生物污染和油水分离。

而水凝胶涂层在医疗领域用于药物输送、润滑、抗生物污垢和神经电极导电。

该综述指出,一种成熟的水凝胶涂层方法应该能够以任意形状涂覆目标基底,实现水凝胶涂层和基底之间的强结合,并且与各种水凝胶和基底兼容。

满足这些要求的现有水凝胶涂层方法包括表面桥法、表面引发法和水凝胶涂料法,如图1所示。

水凝胶涂层与基材之间的粘附力是剥离单位面积水凝胶涂层所需的能量,单位为J/m2,可量化涂层的抗剥离能力。

水凝胶涂层附着力试验包括剥离试验、简单拉伸试验、划痕试验、探针拉力试验和双悬臂梁试验。

这些试验方法如图2所示。其中,剥离试验是最常用的一种。

来源:https://phys.org/partners/欧洲杯线上买球science-china-press/

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