每日科技名词|水凝胶

情毒

水凝胶

hydrogel

定义：以水为分散介质的凝胶。

学科：化学_物理化学_胶体化学

相关词语：亲水凝胶骨架制剂 水凝胶纳米给药系统 智能水凝胶


图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

水凝胶是由亲水性聚合物链彼此交联而形成的三维网络。它可以充分吸水而不溶于水，自身显著溶胀的同时仍保持其原有的三维结构。

水凝胶有多种分类方式。根据材料来源，可分为天然水凝胶（如透明质酸、胶原蛋白、海藻酸钠等）和人工合成水凝胶（如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等），人体的许多组织（如肌肉、角膜、血管等）都可以归为天然水凝胶。根据交联方式，可分为物理交联水凝胶和化学交联水凝胶。前者由静电作用、氢键作用等交联而成，当外界条件改变时又可转回溶液状态，是可逆的；后者由化学键构建起三维网络，结构稳定，是永久不变的。根据环境响应情况，可分为传统水凝胶和智能水凝胶。后者可根据外界环境的刺激（如温度、pH、酶、磁场等）表现出不同的溶胀行为；前者则不具备这种能力。

水凝胶含有大量的水（可达90%），质地柔软，物理性质与生物组织类似，具有优异的生物相容性，同时其力学性质可调，是一类优秀的生物材料，在实际应用中已用作补齿材料、涂覆材料等。

智能水凝胶具有的环境响应特性，使其能够广泛应用于组织工程、给药体系、柔性传感器等领域中。在组织工程中，特定的细胞需要在合适的支架上培养为相应的器官，水凝胶的三维结构与许多组织的细胞外基质类似，因此是一种理想的支架材料。在给药体系中，智能水凝胶可用于药物缓释和定点释放，水凝胶可控的多孔结构使其能够轻松搭载多种药物，迁移运动至特定部位，受到pH、酶等环境刺激后产生不同的溶胀响应，从而以不同的速率释放药物。