异丙基丙烯酰胺 n异丙基丙烯酰胺温敏原理( 二 )

2.1.刺激响应性光子晶体
如图4 所示，PNIPAM基水凝胶可以构建胶体晶体、反蛋白石结构、布拉格堆积结构及标准具等光子晶体结构。在温度刺激下，PNIPAM基水凝胶会发生溶胀及收缩，会改变光子晶体的周期排列，导致光子晶体的光子带隙与颜色的变化。
图4 利用PNIPAM基水凝胶制备的光子晶体结构：胶体晶体、反蛋白石结构、布拉格堆积及标准具
2.2.智能窗户
当温度在LCST特征温度附近变化时，PNIPAM基水凝胶的透光性会发生变化。利用这一特性制备的PNIPAM基水凝胶智能窗户，能够调控光的透过率，实现对太阳能的调制。如图5所示，将光热材料结合到PNIPAM水凝胶中可以制备适应气候变化的智能窗户，该窗户可以主动阻挡强烈的阳光。
图5.复合光热转化剂构建的具有气候适应性的PNIPAM基水凝胶智能窗户
3.PNIPAM基水凝胶在生物医药领域的应用
由于PNIPAM基水凝胶的LCST接近人体体温，因此从生理学角度来看，它在生物医学领域的应用具有强大的吸引力。另外，PNIPAM基智能水凝胶还具有较高的含水量、可变形性以及与其他聚合物共聚、促进细胞生长的能力，也促进了其在药物输送和组织工程领域的应用。
3.1.药物输送
在高于LCST的温度下，PNIPAM聚合物链中异丙基之间的分子内和分子间疏水作用可以实现PNIPAM的热诱导物理交联，从而制备可注射性水凝胶药物载体。如图6所示，通过与可降解的组分进行共聚，能够实现PNIPAM基水凝胶的降解，促进药物的释放。
图6.兼顾可注射性与生物降解性的PNIPAM基智能水凝胶药物载体
3.2.组织工程
在组织工程领域，PNIPAM基水凝胶既可以作为细胞支架使用，也可以用于细胞薄片技术。在作为细胞支架使用时，一般需要对其进行修饰，获得生物相容性及降解性；在制备细胞薄片时,利用温度变化时PNIPAM基水凝胶的亲疏水性变化可以实现细胞薄片的吸附与脱出。
4.结论与展望
PNIPAM基智能水凝胶在众多领域已经展现出了极大的应用前景，但是为了实现其商业应用，在响应速度、机械强度、精确定位等方面还需要进一步的提升。此外，结合仿生技术，有望制备具有新型结构的PNIPAM基智能水凝胶，全面实现智能仿生；除此之外，通过多功能的复合，也可以进一步推动其在众多领域的应用。

以上关于本文的内容，仅作参考！温馨提示：如遇健康、疾病相关的问题，请您及时就医或请专业人士给予相关指导!

「四川龙网」www.sichuanlong.com小编还为您精选了以下内容，希望对您有所帮助：