[发明专利]一种自修复导电离子水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复导电离子水凝胶的制备方法，以车前子壳为原料，将其与电解质溶液进行掺杂复配，辅以离心力作用，制备得到一种自修复导电离子水凝胶。本制备方法突破了天然高分子水凝胶依靠氢键、共价键和链间缠结等分子内/间作用自修复效率较低的局限，制备得到的自修复导电离子水凝胶在与电解质溶液混合后完全破碎，再离心后，可实现导电离子水凝胶的高效、快速自修复。且自修复前后的导电率差别小，稳定性强。

技术领域

本发明属于天然高分子导电离子凝胶材料技术领域，具体涉及一种自修复导电离子水凝胶的制备方法，尤其涉及一种车前子壳多糖导电离子水凝胶。

背景技术

天然高分子导电水凝胶主要基于天然多糖或多肽类大分子聚合物与导电填料，经分子内/间氢键、离子键等化学键构筑而成的凝胶材料。相较于传统金属或半导体导电材料而言，天然高分子导电水凝胶所具备的可生物降解、绿色环保和高机体亲和性备受关注。然而天然导电水凝胶在使用过程中易受外力作用引发高度形变或结构损伤，导致导电水凝胶的基础功能丧失，自修复导电水凝胶的开发应运而生。天然高分子水凝胶的自修复机理主要包括外源自修复材料和本征自修复材料两种，外源自修复材料自修复效率较高、修复方式简单，但受修复次数和修复缺陷的限制；本征自修复材料主要依据材料自身的共价键和非共价键作用实现可重复和高稳定自修复，然而本征自修复材料的自修复效率和速度需借助外界刺激得以改善。

车前草资源在我国应用历史悠久，车前草的茎叶因具备祛痰镇咳、利水渗湿等功效已成为重要的中草药资源。车前草种子(尤其是车前草种皮)中含有大量的分支结构的阿拉伯木聚糖，作为膳食纤维已于食品领域广泛应用。目前车前草用于制备自修复导电离子水凝胶还未见报道。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种自修复导电离子水凝胶的制备方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自修复导电离子水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将车前子壳物料粉碎，提纯，过滤，滤液离心，生成胶体，将胶体充分洗涤至无杂质后冷冻干燥，获得车前子壳多糖粉末；

(2)将车前子壳多糖粉末与电解质溶液充分混匀，获得车前子壳多糖导电离子水凝胶前体溶液；

(3)将车前子壳多糖导电离子水凝胶前体溶液离心，弃上清液，即得自修复车前子壳多糖导电离子水凝胶。

进一步地，所述车前子壳物料包括大叶车前子壳或卵叶车前子壳。

进一步地，所述的车前子壳多糖导电离子水凝胶的重均相对分子质量为2.46×10⁶Da，数均相对分子质量为6.83×10⁵Da。

进一步地，步骤(1)中所述提纯方法为热水抽提，所述抽提温度为30～80℃，所述抽提时间为2～48h。

进一步地，步骤(1)中所述离心条件为3000～10000×g，离心时间为5～60min。

进一步地，步骤(2)中所述的电解质溶液为LiCl、LiBr、NaCl中的一种或多种，所述的电解质溶液离子浓度为0.1％～5％，所述的车前子壳多糖粉末与电解质溶液的固液比为1:20～1:500。

进一步地，步骤(2)中所述的电解质溶液为LiCl、LiBr或两者的组合，所述的电解质溶液离子浓度为1％～5％，所述车前子壳多糖粉末与电解质溶液的固液比为1:20～1:300。

进一步地，步骤(2)中所述的电解质溶液为LiCl和LiBr，所述LiCl和LiBr的质量比为30:70～70:30。

进一步地，步骤(3)中所述的离心条件为5000～12000×g，离心时间为5～15min。

本发明还提供了一种基于上述制备方法得到的自修复导电离子水凝胶。