仿生温敏性复合水凝胶的制备及性能研究徐向川宋文利王语颢张菁李新华DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2107-5640-3389摘要：本文以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为结构框架和温敏性单体、聚多巴胺（PDA）为粘附性单体、聚乙烯醇（PVA）和明胶（GEL）为成胶单体，调节多巴胺的含量，制备出温敏性纳米水凝胶。作为具有低临界溶解温度（LCST）的温敏性聚合物，聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水凝胶的透光度表现出温度敏感性。粘附试验结果表明：多巴胺的加入有效地提高了温敏性水凝胶的粘附性能，水凝胶负载装满水的离心管（总重10g）后，可粘附在多种材料上，如乳胶手套、载玻片、美工刀、聚四氟乙烯板，且粘后维持2min以上不掉落。关键词：温敏性水凝胶多巴胺纳米粒子粘附性低临界溶解温度：O648.17：A：1674-098X（2021）06（b）-0016-05PreparationandPerformanceofMusselInspiredThermosensitiveSelf-adhesiveHydrogelXuXiangchuanSongWenli*WangYuhaoZhangJingLiXinhua*（MaterialEngineeringCollegeofJinlingInstituteofTechnology，Nanjing，JiangsuProvince，211169China）Abstract：Inthisstudy，N-isopropylacrylamide（NIPAM）wasusedasthestructuralframeworkandthermo-sensitivemonomer，polydopamine（PDA）astheadhesivemonomer，polyvinylalcohol（PVA）andgelatin（GEL）asthegellingmonomer，andthethermosensitivenanohydrogelswerepreparedinaqueoussolution.Herewemainlystudiedtheintroductionofdopaminebythermosensitivehydrogelstoenhancetheadhesionpropertiesofhydrogels.Astemperature-sensitivepolymerwithalowcriticalsolutiontemperature（LCST），polyisopropylacrylamide（PNIPAM）hydrogelexhibitstemperaturesensitivity.Theresultsoftheadhesiontestshowthattheadditionofdopamineeffectivelyimprovestheadhesionperformanceofthehydrogel.Afterthehydrogelisloadedwithacentrifugetubefilledwithwater（totalweight10g），itcanadheretoavarietyofmaterialssuchaslatexgloves，glassslides，utilityknife，PTFEboard，andkeepitformorethan2minuteswithoutfalling.KeyWords：Thermosensitivehydrogel;Dopaminenanoparticles;Adhesion;LowcriticalsolutiontemperatureN-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）为温度敏感性单体制备了温敏性水凝胶，该类水凝胶的低临界溶解温度（LCST，32℃）接近于人体的生理温度，使其在生物医用领域备受关注，常被用作药物载体释放、生物技术和传感等[1-3]。但是，PNIPAM类水凝胶由于机械强度低、粘附性不高、环境响应速度慢和平衡溶胀速度低的缺陷，导致其应用范围受到限制[4，5]。基于此，本文用氧化法制备多巴胺纳米粒子，并通过化学接枝的方法将其引入到PNPAM中，同时加入天然生物材料明胶和聚乙烯醇，最终制备温敏性自粘附水凝胶。多巴胺（DA）的仿天然贻贝粘附蛋白结构，使水凝胶能牢固地附着到多种材料的表面，即使处在复杂的水环境也可以维持很好的稳定黏附[6-9]。1实验部分1.1原料与仪器1.1.1原料盐酸多巴胺（DA），阿拉丁试剂有限公司;N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM，分析纯），阿拉丁试剂有限公司;聚乙烯醇（分析纯），阿拉丁试剂有限公司;明胶（分析纯），天津市化学试剂研究所;氢氧化钠（化学纯）、过硫酸铵（分析纯）、四甲基乙二胺（分析纯）、单宁酸（分析纯），国药集团化学试剂有限公司。1.1.2仪器傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR，NicoletIS10型），美国Nicolet公司;万用拉力试验机（Instorn5953），美国Nicolet公司;马尔文纳米粒度分析仪（Nano-2sZEN3600），英国Malvern公司;日立扫描电子显微镜（Su8010）。1.2聚多巴胺纳米粒子的制备氧化法制备聚多巴胺（PDA）纳米粒子，采用溶液稀释法配置pH=9的氢氧化钠溶液100mL，称取一份1g盐酸多巴胺粉末将其溶解在配置好的pH=9的氢氧化钠溶液中，在室温（25℃）下磁力搅拌30min，使其预聚形成PDA，并在截留分子量为10000的透析袋中透析48h，得到所需的多巴胺纳米粒子。在DA聚合成PDA过程中，溶液颜色从无色变成浅棕色，最终变深褐色或黑色，这也是PDA的特征颜色。1.3多巴胺引入...