殼聚糖水凝膠折射率特性研究

張榮臻，王志斌，李克武，陳友華

中北大學理學院，山西省光電信息與儀器工程技術研究中心，山西 太原 030051

引 言

水凝膠一詞最早出現于20世紀60年代，由捷克的Wicherle和Lim研制出首例水凝膠，凝膠本身是一種較硬的高聚物，但它吸收水分后就變得具有一定彈性，故稱水凝膠。水凝膠以水作為分散介質，是一種具有三維網絡結構的新型功能分子材料[1]。凝膠內的親水基與水分子結合，使水分子以不同的結合狀態存在于凝膠分子的交聯網絡中[2-3]，疏水基由于疏水性對水分子產生排斥，因此發生膨脹，使凝膠呈現吸水溶脹現象，實驗中通常以凝膠吸水前后的質量比來描述凝膠的溶脹特性[4]。目前，水凝膠以其可注射性、良好的組織相容性、無毒副作用、在生物體內可降解性廣泛用于藥物釋控、吸附材料、藥劑學、組織工程等方面[5]。此外，環境敏感水凝膠能在外界物理或化學因素，如溫度、pH、光、電、磁等條件的刺激下，形狀和體積產生可逆的變化[6]；由于溫度和pH是人體重要的生理參數，故在仿生工程、光纖傳感等領域的應用引起了越來越多的關注[7]。

2016年，Vivek Semwal等[8]通過使用銀/硅/水凝膠層與ADH/NAD包封，成功制備了新型光纖乙醇傳感器；羅彬彬等[9]將光纖光柵結構與智能水凝膠結合，成功制備出了極大傾斜角度光纖光柵pH值傳感器；2017年，Hasnat Kabir等[10]成功利用水凝膠制備了低成本傳感器用于農業監測系統；2018年，陳小娟等[11]以聚苯乙烯二維光子晶體為模板，制備得到能夠特異性識別磺胺二甲嘧啶的分子印跡二維光子晶體水凝膠(MIPH)傳感器。……