本技术介绍了一种全无机刺激响应性溶胶及其制备方法和应用领域。该技术利用带正电的无机纳米材料,成功制备出具有刺激响应特性的无机溶胶,有效解决了一维无机纳米材料溶胶向凝胶转变的问题。
背景技术
能够在刺激条件下完成液体状态(溶胶)与半固体或固体状态(凝胶)转换的产品被称为刺激响应溶胶或刺激响应凝胶,比如液体创口贴、注射式有机凝胶、3d打印耗材等,溶胶态向凝胶态的刺激响应转换,能够提供极大的便利,并扩大产品的应用的范围。
目前的刺激响应凝胶均以有机水凝胶为主体,传统意义上的水凝胶往往也特指由亲水高分子形成三维网络的有机水凝胶。但有机水凝胶往往因其溶胀和较低的力学性能被限制了使用。虽然通过构造双网络结构等方式对有机水凝胶进行了力学性能上的改性,但有机水凝胶较差的热稳定性、昂贵的成本、交联剂的毒性、制备的复杂性仍旧是需要考虑的问题。
如今,具有高热稳定性、高强度、高电导率的无机水凝胶正在发展。从形成机理上讲,无机水凝胶可以分为基于直接交联形成的无机基水凝胶、基于修饰配体形成的无机基水凝胶和基于静电作用力形成的无机水凝胶。基于直接交联形成的无机基水凝胶往往由不可解除纠缠的无序一维无机材料组成,柔性较差,不具备刺激响应性,适用范围有限。基于修饰配体形成的无机基水凝胶往往由零维无机纳米颗粒和较为昂贵的配体组成,且其凝胶强度有限,同样在实际使用上受到限制,一般不会被纳入制备有机水凝胶的考虑范围。基于静电作用力形成的无机水凝胶如配体修饰的金纳米颗粒,石墨烯纳米片、二维氧化钛纳米片等材料,具备较好的凝胶性质,也有学者对其的温度响应能力进行过研究。但是,由于价格昂贵、制备步骤繁杂等因素,这些材料目前并没有广泛得到使用使用。
若单纯在有机水凝胶基体上掺入无机材料形成有机-无机复合凝胶,虽然节约了制备成本且获得刺激响应凝胶性能,但由于其以有机材料为主体,故仍然存在有机水凝胶的劣势。
实现思路