Page 15 - 《精细化工》2020年第2期

第 38 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.38, No.2
202 1 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2021

综论
功能性明胶基水凝胶的分类及研究进展

王学川 1,2 ，甘 婷 1,2* ，朱 兴 1,2

（1. 陕西科技大学 轻工科学与工程学院 生物质与功能材料研究所，陕西 西安 710021；2. 轻化工程国
家级实验教学示范中心 陕西科技大学，陕西 西安 710021）

摘要：明胶基水凝胶作为一类具有三维网络结构的天然高分子软物质材料，因具有良好的生物相容性、生物可
降解性以及生物安全性，且含水量高、结构和性能与细胞外基质相似而受到研究者的广泛关注。该文概述了明
胶基水凝胶的结构与性质，并按功能性将明胶基水凝胶进行分类，重点阐述了自修复型、抗菌型、刺激响应型、
导电型以及抗冻型明胶基水凝胶的特点、性质以及研究进展，最后讨论了明胶基水凝胶面临的问题和挑战，展
望了明胶基水凝胶未来可能的发展趋势。
关键词：明胶基水凝胶；分类；天然高分子；三维网络；功能材料
中图分类号：TQ427.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 02-0217-10

Classification of functional gelatin-based hydrogels and research progress

1,2
1,2
WANG Xuechuan , GAN Ting 1,2* , ZHU Xing
（1. Institute of Biomass & Functional Materials, College of Bioresources Chemical and Materials Engineering, Shaanxi
University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China; 2. National Demonstration Center for Experimental Light
Chemistry Engineering Education, Xi'an 710021, Shaanxi, China）

Abstract: As a kind of natural polymer soft material with three-dimensional network structure,
gelatin-based hydrogels have attracted a lot of attention due to their good biocompatibility, biodegradability
and biological safety, and high water content, similar structure and performance to extracellular matrix.
Firstly, the structure and properties of gelatin-based hydrogels are summarized. Then, gelatin-based
hydrogels are classified according to their functionality. The characteristics, properties and research
progress of self-healing, antibacterial, stimulation-responsive, conductive and antifreezing gelatin-based
hydrogels are described. Finally, the problems and challenges of gelatin-based hydrogels are discussed, and
the possible development trend of gelatin-based hydrogels in the future is prospected.
Key words: gelatin-based hydrogels; classification; natural polymers; three-dimensional network; functional
materials

水凝胶是一类具有三维交联网络且在水中可吸 等）拥有巨大的开发潜力和发展前景。目前，水凝
水溶胀但又不溶解的一类软物质材料 [1-2] 。近十年 胶已成为跨学科研究领域中研究最广泛的材料之
来，水凝胶由于具有类固体的机械行为和类液体的 一。随着水凝胶研究的不断进步，研究方向已从最
快速扩散行为以及超强的分子可设计性，在组织工 初的基础科学扩展到各种应用领域，多功能型水凝
程、伤口敷料、药物缓释、能量储存、水处理以及 胶现已成为研究者关注的热点话题。
土壤保水等领域得到了广泛的应用。导电水凝胶作 本文简要介绍了自修复型、抗菌型、刺激响应
为一类新型软物质高分子材料，以其良好的导电性、 型、导电型、抗冻型明胶基水凝胶的特点和性质，
优异的柔韧性以及可调的机械特性在生物材料领域 并总结了明胶基水凝胶在未来所面临的挑战和应解
（如柔性传感器 [3-5] 、电子皮肤 [6-11] 和健康监测器 [12-14] 决的问题。

收稿日期：2020-08-07; 定用日期：2020-10-20; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200730
基金项目：国家自然科学基金（21776169）
作者简介：王学川（1963—），男，教授，E-mail：wxc-mail@163.com。联系人：甘 婷（1995—），女，硕士生，E-mail：GanTing915@163.com。