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相比于传统水凝胶,智能水凝胶因为能自发的对外界刺激产生响应受到了越来越多的关注。形状记忆水凝胶和自驱动水凝胶是主要的智能水凝胶。形状记忆水凝胶因为力学性能差,响应过程的不安全性制约了其在生物医学方面的应用。但是由于在恶劣环境中无法实现对临时形状的固定,所以自变形水凝胶应运而生。制备性能优良的形状记忆水凝胶和新型的自变形水凝胶并有望实现应用是我们亟需要做的。基于此,我们进行了以下两个方面的研究:1、近红外响应3D打印高强度双网络形状记忆水凝胶的制备与性能研究形状记忆水凝胶因其具有独特的优良性能吸引了越来越多人的关注,然而很多因素的存在限制了形状记忆水凝胶的发展,例如脆弱的机械性能、不安全的回复温度、较为简单的内部和外部结构等。为了解决这些问题,本研究制备了一种性能优良的近红外响应双网络形状记忆水凝胶。近红外响应双网络形状记忆水凝胶由化学交联的泊洛沙姆(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物,F127)网络、物理共混的聚(乳酸-co-羟基乙酸)(PLGA)网络和氧化石墨烯(GO)组成,利用3D打印技术和紫外光固化的方法制备而成。我们利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术测定了水凝胶的形貌和晶体结构,同时研究了近红外和热驱动下的形状记忆性能、力学性能和细胞毒性。通过加入GO到水凝胶中,改善了水凝胶的形状记忆性能;通过引入PLGA作为第二网络,显著增强了机械性能。用CCK-8法测定水凝胶的细胞毒性,表明无毒性的特点。无毒性、高强度(溶胀状态下3.45 MPa)和近红外刺激下安全的形状回复温度(36±1℃),表明形状记忆水凝胶可安全的用于生物医学材料中。因此,F127DA/PLGA/GO水凝胶作为药物载体和抗菌支架在生物医学领域具有广阔的应用前景。2、金属离子、温度双响应水凝胶驱动器的制备与性能研究由于在复杂环境中很难实现临时形状的固定,所以自驱动水凝胶应运而生。本研究先通过热交联制备N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)层水凝胶,再通过光交联制备丙烯酰胺/丙烯酸(AAm/AAc)层水凝胶,形成双层水凝胶驱动器,并研究了双层水凝胶和单层水凝胶在金属离子溶液中的溶胀情况。由于两层水凝胶在金属离子溶液中的溶胀率不同,使凝胶内部产生应力,导致不同方向的弯曲。NIPAM水凝胶作为温敏水凝胶,在温度升高的时候发生去溶胀,而AAm/AAc层水凝胶没有明显的变化,使双层水凝胶驱动器在加热的时候弯向NIPAM层。此外,机械性能测试表明,该水凝胶的力学性能满足其作为驱动器的要求。该水凝胶驱动器的研究为NIPAM水凝胶的应用拓宽了领域,也为未来驱动器的研究提供了新的思路。