[发明专利]一种基于环糊精包合作用的三维动态自修复光子晶体水凝胶及其构建方法

权利要求书

1.一种基于环糊精包合作用的三维动态自修复光子晶体水凝胶，其特征在于，所述光子晶体水凝胶由微凝胶粒子结合线性聚合物分子链交联形成；所述微凝胶粒子为表面含有金刚烷基团的聚N,N-二乙基丙烯酰胺PDEA微凝胶颗粒；所述线性聚合物分子链为含有环糊精的聚合物链，微凝胶颗粒与线性聚合物之间通过环糊精与金刚烷的主客体及疏水作用连接。

2.如权利要求1所述的基于环糊精包合作用的三维动态自修复光子晶体水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备表面含有金刚烷基团的PDEA微凝胶颗粒：

将N,N-二乙基丙烯酰胺DEA、交联剂、表面活性剂加入纯水A使其充分溶解，在氮气脱氧环境下，逐渐升温至一定温度；将丙烯酰金刚烷溶解于DMF中，在该温度下滴加入上述水溶液中，滴加完毕后等待一定时间，再将热引发剂溶解于纯水B中，缓慢滴加到上述反应液中；在同样温度下反应，待其冷却后透析，冻干得到白色蓬松固体即为表面含有金刚烷基团的PDEA微凝胶；

(2)制备三维动态自修复光子晶体水凝胶：

将环糊精单体、交联剂、丙烯酰胺、光引发剂溶解于纯水；将上述步骤(1)中制备的表面含有金刚烷基团的PDEA微凝胶加入上述溶液中，利用摇匀仪使其充分分散，放置冷藏冰箱中静置溶胀，经过反复蜗旋升温冷藏过程得到颜色明亮的光子晶体溶胶；将所述溶胶加入模具中，并两侧覆盖玻璃板，形成“三明治”结构，在恒温箱中经紫外光照得到光子晶体水凝胶。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，交联剂为N,N`-亚甲基双丙烯酰胺BIS；表面活性剂为十二烷基硫酸钠SDS；所述热引发剂为过硫酸钾KPS。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的DEA、丙烯酰金刚烷、交联剂、表面活性剂、热引发剂和纯水A、纯水B的用量比为820-850mg：78-82mg：21-26mg：7-11mg：41mg：50ml：2.5ml。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述温度均为70℃，滴加完毕后等待时间为30秒；在同样温度下反应时，温度为70℃，反应时间为5h；透析时间为14d。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的环糊精单体为丙烯酰乙二胺环糊精；所述交联剂为N,N`-亚甲基双丙烯酰胺BIS；所述光引发剂为2-羟基-4'-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮HMP。

7.如权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的微凝胶颗粒、环糊精单体、交联剂BIS、光引发剂HMP、丙烯酰胺和纯水的用量比为134-144mg：40-45mg：1-2mg：3-4mg：15-20mg：0.5ml。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，恒温箱中温度为4℃。

9.将权利要求1所述的三维动态自修复光子晶体水凝胶用于自愈合材料、可注射材料或多结构构建中的应用。