高分子水凝胶是一类同时兼具固体和液体双重性质的柔性材料。基于丰富的结构调控和功能可设计性，新型多功能高分子水凝胶材料经历了从基础支撑到前沿颠覆的跨越式发展，解决了新型柔性材料领域诸多问题，呈现出新时代发展特征。多功能响应水凝胶的研究是新一代柔性材料在生物医学、柔性电子、软机器及环境保护等关键领域的核心基础之一。本书共六章，介绍设计制备新型多功能、高性能柔性水凝胶材料，及其多种性能和功能的整合及协同作用的相关知识，涉及自愈合水凝胶、发光水凝胶、高强度水凝胶、纳米复合水凝胶、水凝胶细胞支架等，对多功能响应水凝胶的分子结构调控和功能结构设计具有重要的指导意义。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 高分子水凝胶概述 1
1.2 高强度水凝胶 4
1.2.1 高强度水凝胶简介 4
1.2.2 双网络水凝胶的结构与性能 4
1.2.3 双网络水凝胶软组织再生 6
1.2.4 高强度水凝胶展望 7
1.3 自愈合水凝胶 8
1.3.1 自愈合水凝胶简介 8
1.3.2 自愈合水凝胶分类 10
1.3.3 自愈合水凝胶评价 13
1.3.4 自愈合水凝胶展望 14
1.4 纳米复合水凝胶 16
1.4.1 纳米复合水凝胶简介 16
1.4.2 纳米复合水凝胶制备 17
1.4.3 纳米复合水凝胶展望 18
参考文献 19
第2章 自愈合水凝胶 23
2.1 基于DA反应的葡聚糖基自愈合水凝胶 23
2.1.1 引言 23
2.1.2 葡聚糖基自愈合水凝胶的制备与表征 24
2.1.3 水凝胶的自愈合性能 27
2.1.4 水凝胶的细胞相容性 30
2.1.5 小结 30
2.2 多糖基自愈合可注射水凝胶 31
2.2.1 引言 31
2.2.2 自愈合可注射水凝胶的制备与表征 32
2.2.3 生理环境中水凝胶的自愈合性能 35
2.2.4 可注射性能和三维细胞包埋 38
2.2.5 小结 39
2.3 基于氢键的羧甲基纤维素自愈合水凝胶 40
2.3.1 引言 40
2.3.2 自愈合羧甲基纤维素水凝胶的凝胶化行为 40
2.3.3 羧甲基纤维素水凝胶的结构和力学性能 43
2.3.4 羧甲基纤维素水凝胶的自愈合性能 45
2.3.5 小结 46
参考文献 47
第3章 发光水凝胶 51
3.1 金属配合物发光水凝胶 51
3.1.1 引言 51
3.1.2 金属配合物发光水凝胶的设计制备 52
3.1.3 金属配合物发光水凝胶的稳定性 53
3.1.4 磷光水凝胶的细胞相容性 55
3.1.5 小结 56
3.2 高强度海藻酸盐/聚丙烯酰胺发光水凝胶 56
3.2.1 引言 56
3.2.2 高强度发光水凝胶的制备和结构 57
3.2.3 高强度发光水凝胶的发光性能 58
3.2.4 高强度发光水凝胶的力学性能 60
3.2.5 小结 61
3.3 生物相容性高强度发光水凝胶 62
3.3.1 引言 62
3.3.2 Ln-alginate/PVA发光水凝胶的制备 63
3.3.3 高强度发光水凝胶的发光性能 64
3.3.4 高强度发光水凝胶的力学性能 66
3.3.5 高强度发光水凝胶的细胞毒性与抗菌活性 67
3.3.6 小结 69
3.4 羧甲基纤维素发光自愈合水凝胶 70
3.4.1 引言 70
3.4.2 发光自愈合水凝胶的制备和凝胶化行为 70
3.4.3 发光自愈合水凝胶的力学性能 73
3.4.4 水凝胶的发光性能 74
3.4.5 水凝胶的自愈合性能 74
3.4.6 水凝胶黏结和密封性能 76
3.4.7 小结 78
参考文献 78
第4章 高强度水凝胶及柔性器件 84
4.1 基于配位/化学作用交联的高强度水凝胶 84
4.1.1 引言 84
4.1.2 离子交联水凝胶网络结构及凝胶化机理 84
4.1.3 离子种类对水凝胶力学性能的影响 86
4.1.4 高强度水凝胶的振动缓冲性能 90
4.1.5 小结 91
4.2 高强度温敏水凝胶及柔性驱动器 92
4.2.1 引言 92
4.2.2 网络结构对力学性能的影响 93
4.2.3 离子浓度对温敏性能的影响 95
4.2.4 温敏高强度水凝胶柔性驱动器 96
4.2.5 温敏高强度柔性机械手 98
4.2.6 小结 98
4.3 磁性抗撕裂高强度水凝胶 99
4.3.1 引言 99
4.3.2 磁性纳米粒子的合成 99
4.3.3 磁性抗撕裂高强度水凝胶的制备 100
4.3.4 水凝胶的抗撕裂性能 101
4.3.5 纳米粒子含量对力学性能的影响 101
4.3.6 磁学性能及悬臂梁驱动器 103
4.3.7 磁性水凝胶导管 104
4.3.8 小结 105
4.4 高强度导电水凝胶及柔性传感器 105
4.4.1 引言 105
4.4.2 高强度导电水凝胶的设计制备 106
4.4.3 自回复性能及机理 108
4.4.4 水凝胶的力学性能优化 109
4.4.5 导电水凝胶柔性传感器 112
4.4.6 小结 115
参考文献 115
第5章 纳米复合水凝胶的可控制备及应用 120
5.1 负载八面体纳米粒子的磁性水凝胶 120
5.1.1 引言 120
5.1.2 八面体Fe3O4纳米晶体的原位合成及表征 120
5.1.3 磁性纳米粒子的形貌调控机理 123
5.1.4 磁性纳米水凝胶的催化性能及H2O2检测 127
5.1.5 小结 129
5.2 负载一维磁性纳米粒子的复合水凝胶 129
5.2.1 引言 129
5.2.2 一维磁性纳米粒子的合成及表征 130
5.2.3 磁性纳米复合水凝胶降解有机染料 133
5.2.4 纳米形貌影响催化性能的机理 137
5.2.5 小结 138
5.3 负载各向异性分布纳米粒子的复合水凝胶 138
5.3.1 引言 138
5.3.2 负载树枝状纳米结构水凝胶的设计制备 139
5.3.3 构建负载树枝状纳米结构水凝胶压力传感器 140
5.3.4 盐离子浓度对静态压力传感的影响 142
5.3.5 气流扰动对压力传感的影响 143
5.3.6 盐离子浓度对声压传感的影响 144
5.3.7 小结 148
参考文献 148
第6章 水凝胶细胞支架 152
6.1 水凝胶性能对细胞行为的影响及调控 152
6.1.1 引言 152
6.1.2 水凝胶表面细胞培养方法 153
6.1.3 水凝胶性能对细胞行为的影响 154
6.1.4 小结 160
6.2 降低细胞活性氧水平的水凝胶支架 161
6.2.1 引言 161
6.2.2 细胞培养用水凝胶的制备和表征 162
6.2.3 水凝胶调控RPE细胞增殖 163
6.2.4 蛋白吸附对RPE细胞性能的影响 165
6.2.5 模量调控细胞ROS水平 168
6.2.6 小结 169
6.3 三维细胞包埋葡聚糖水凝胶 169
6.3.1 引言 169
6.3.2 葡聚糖基水凝胶的结构和成胶行为 170
6.3.3 葡聚糖衍生物及交联剂的细胞相容性 173
6.3.4 三维包埋细胞的活性与功能 174
6.3.5 小结 176
6.4 自愈合可注射水凝胶神经干细胞载体 177
6.4.1 引言 177
6.4.2 凝胶化和流变行为 179
6.4.3 自愈合可注射及流变回复性能 180
6.4.4 三维神经干细胞包埋 181
6.4.5 神经干细胞分化性能 184
6.4.6 小结 186
参考文献 187
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