[发明专利]一种透明自粘附导电水凝胶的制备方法

说明书

一种透明自粘附导电水凝胶的制备方法,包括：步骤1：在去离子水中加入聚乙烯醇(PVA)配置得到PVA溶液；步骤2：在去离子水中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配置得到PVP溶液；步骤3：在Tris‑HCl缓冲液中加入多巴胺盐酸盐，制备聚多巴胺纳米点(PDA NDs)溶液；步骤4：将PVA溶液、PVP溶液和聚多巴胺纳米点(PDA NDs)溶液按比例混合均匀使用稀酸调至酸性，反应得到透明自粘附导电水凝胶。本发明解决了一般导电水凝胶不具备自粘附性和透明性的问题，且制备得到的导电水凝胶具有良好的生物相容性。

技术领域

本发明设计涉及材料合成技术领域，具体涉及一种透明自粘附导电水凝胶的制备方法，特别涉及一种具有高透明度、自粘附性、随形性和生物相容性良好的导电水凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶是一种由亲水性高分子或聚合物通过物理缠绕、化学作用力交联形成三维网络结构的材料，其本身具有良好的生物相容性和生物降解性。根据其是否具有功能性可将水凝胶分为非功能型水凝胶和功能型水凝胶，其中，将导电活性物质如碳纳米材料、导电聚合物和贵金属纳米材料等与成胶基质复合，可得到具有导电能力的功能型水凝胶，导电水凝胶在生物传感器、电容器和组织工程等方面均有广泛应用。由Liu等提出的通过“软硬”双网络得到的透明导电水凝胶具有很好的刺激响应能力，但其无法自粘附在皮肤上，需要借助其他装置进行物理固定(Yanjun Liu,Wentao Cao,et al.Ultrasensitive WearableSoft Strain Sensors of Conductive,Self-healing,and Elastic Hydrogels withSynergistic“Soft and Hard”Hybrid Networks.ACS Appl.Mater.Interfaces 2017,9,25559-25570.)；在凝胶中引入多巴胺能很好地增强凝胶的导电能力(Meihong Liao,Pengbo Wan,et al.Wearable,Healable,and Adhesive Epidermal Sensors Assembledfrom Mussel-Inspired Conductive Hybrid HydrogelFramework.Adv.Funct.Mater.2017,27,1703852.)，同时赋予凝胶自粘附能力(ShuangLiang,Yinyu Zhang,et al.Paintable and Rapidly Bondable Conductive Hydrogelsas Therapeutic Cardiac Patches.Adv.Mater.2018,30,1704235.)，但这些凝胶都因此变得不透明，这限制它们的应用范围；最近，Han等人提出使用过量过硫酸铵产生的自由基将聚吡咯-聚多巴胺团聚原位分散成小颗粒，使凝胶在老化过程中逐渐变成透明状(Lu Han,Liwei Yan,et al.Transparent,Adhesive,and Conductive Hydrogel for SoftBioelectronics Based on Light-Transmitting Polydopamine-Doped PolypyrroleNanofibrils.Chem.Mater.2018,30,5561-5572.)，但过硫酸铵不具有生物相容性，且不断产生的自由基同时会破坏物理交联型的水凝胶，这使得该法存在一定局限性。

因此，如何通过简便的方法得到具有良好生物相容性的透明自粘附导电水凝胶，仍需要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便的PVA-PVP-PDA NDs透明自粘附导电水凝胶的制备方法，凝胶以生物兼容性良好的线性聚合物PVA、PVP作为主要基质，并引入了透明的多巴胺(Dopamine)衍生物PDA NDs作为增强凝胶导电、粘附性的活性物质，该方法解决了一般导电水凝胶不具备自粘附性和透明性的问题，且所用材料都具有良好的生物相容性，制备过程不使用任何有机试剂、引发剂和交联剂，也没有产生对环境不友好的物质。

本发明所述制备PVA-PVP-PDA NDs透明自粘附导电水凝胶的方法，具体包括如下步骤：