Page 21 - 《精细化工》2020年第2期

第 2 期 王学川，等: 功能性明胶基水凝胶的分类及研究进展 ·223·

（水）∶m（甘油）〕的水凝胶在不同存储时间下的 种基材均表现出良好的黏结性能，在有机水凝
质量变化情况（W 0 为凝胶样品的初始质量，W t 为 胶中，由于部分水分子被甘油取代，即使在极低的
20 ℃、50%湿度下、储存不同时间的凝胶样品质量。 温度下也能抑制冰晶的形成。CHEN 等 [81] 将 PVA、
W t /W 0 表示不同储存时间下水凝胶样品的质量变化 明胶和甘油通过氢键自组装形成具有真皮模拟结构
情况）。从图 5b 可以看出，水完全蒸发后使水凝胶 的水凝胶，通过引入甘油和氯化钠来抑制冰晶的形
的质量损失达到最大，4 d 后水凝胶的质量仅为初始 成，使其在低温下仍具有良好的导电性和柔韧性，
质量的 39%。随着甘油含量的增加，有机水凝胶的 拓宽了柔性电子器件的工作温度范围。这种具有抗
质量损失逐渐减少，当 m（水）∶m（甘油）=1∶2 冻性能的明胶基水凝胶在可穿戴设备、柔性传感
时，有机水凝胶的质量在 7 d 内变化不大，可达到 器、生物医学等领域具有潜在的应用价值，并拓展
90%的质量保持率，说明甘油的加入阻止了水分的 了水凝胶在极端条件下（如雪山、极地和沙漠等）
蒸发，具有很好的锁水性。合成的有机水凝胶对各 的应用。

[2]
图 4 明胶超分子水凝胶和抗冻明胶超分子有机水凝胶的形成示意图
Fig. 4 Schematic illustration of the formation of the gelatin supramolecular hydrogels and the antifreezing gelatin
supramolecular organohydrogels [2]

图 5 凝胶和有机水凝胶在初始状态和在 20 ℃、50%湿度下储存一周或在真空中冷冻干燥 1 d 后的图像（a）；在 20 ℃、
[2]
50%湿度下储存一周凝胶的质量变化（b）
Fig. 5 Digital images of the hydrogels and organohydrogels at initial state and after stored at 20 ℃ and 50% humidity for
one week or freeze-dried in vacuum for one day (a) and mass variation of gels storing at 20 ℃ and 50% humidity
within 7 days (b) [2]

湿润性、响应性、生物活性和无毒、易降解、生物
3 展望
相容性好、价格低廉、易获得等特点而成为研究的
功能性明胶基水凝胶由于具有优越的柔软性、 热点。目前，已被广泛应用于组织工程领域，如细