本技术介绍了一种环境感应智能水凝胶及其制备技术与应用,该技术属于智能水凝胶和微通道控制技术领域。该技术利用刺激响应型水凝胶单体和水相分散剂作为原料,在自由基热引发剂的作用下制备而成。
背景技术
微型阀是一种小型化的现代阀门,其工作原理与常规的阀门相同,主要是通过开关动作来调节流体介质的通断和流量大小。近年来,环境响应型水凝胶微阀门在微流体控制,便携式诊断和药物控制释放等很多领域有着广泛的应用。
具有环境响应性的水凝胶在外界信号如温度、pH、光等刺激下能够可逆的改变尺寸或形状。大部分具有刺激响应性的水凝胶的材料性质与环境刺激信号是一对一的关系,但有一些刺激响应型水凝胶材料的响应过程表现出滞后性,在同一个环境刺激信号下水凝胶材料会存储之前所处的环境历史信息而表现出不同的性质。这种响应滞后性可以允许写入、存储和读取信息,模仿电子计算系统执行感知输入信号、存储处理信息、输出可读信号等操作。
目前,现有技术中公开了一类温敏及光敏性的环境响应型水凝胶的制备方法及应用领域,并以水凝胶作为微阀门,根据外界刺激水凝胶做出形状或尺寸调节响应,从而满足相应的流量调控需求。然而,上述水凝胶的响应性功能与外界刺激是关联的,有外界信息输入才有响应,一旦刺激消失则响应随之消失,基于外界刺激所产生的响应行为(比如形状记忆)无法持续保持,从而无法通过控制微阀门的开关,实现高效控制流体流量的目的;另外,水凝胶的响应滞后性是指水凝胶对于外界刺激的反应时间存在一定的延迟,这种特性使得水凝胶在受到刺激后,经过一定的时间才达到溶胀或收缩状态,故这种延迟可用于精确控制流体的流量。但现有的水凝胶对刺激响应后存在滞后性不稳定的问题,即水凝胶受到外界刺激后,其反应时间延迟,反应程度不确定,导致流体流量控制精确度不佳。
实现思路