中文摘要：

采用阳极氧化法制备均一纳米孔径的多孔材料。以此为模板，采用电沉积法合成一种或几种无机纳米线。将无机纳米线加入凝胶的预聚液中，同时在外部加一电场或磁场等外场控制手段，使预聚液中的纳米线呈取向排列。在低温下，预聚液聚合得到内部含有定向排列的无机纳米线的智能凝胶。选用酸、碱等适当的溶剂将上述聚合物中的无机纳米线溶去，可得到内部含有定向阵列的一维纳米孔的智能凝胶。研究无孔、微孔及非定向一维纳米孔的智能凝胶响应行为与本项目所得凝胶的差异，观察其响应速度及响应取向。首次揭示孔洞大小、长径比等因素对智能凝胶响应行为的影响规律及其机理，并使平衡收缩响应时间及逆向的平衡膨胀响应时间皆从无孔凝胶的3天左右缩至5分钟内，且响应速度在纳米孔取向方向与非取向方向不同，呈各向异性，纵向横向响应速度之比达5倍以上。有望进一步拓宽智能材料在环境、生物、医药等方面的应用，特别是在微流体通路的控制元件方面有着深远的应用价值。

结论摘要：

本课题从改善凝胶响应、力学性能出发，引入纳米材料与凝胶复合，最终得到了一系列具有优异响应性能和力学性能的纳米复合水凝胶。课题分为两部分，第一部分系统尝试了多种制备磁性纳米线的的方法与体系。对制备磁性纳米线的方法有了更为深入全面的了解。通过对实验结果的仔细对比分析，认为采用水热法制备的磁性纳米线有望获得大批量、较高纯度且形貌较好的磁性纳米线。但是，由于时间较紧，尚未取得系统结果，该方法的条件正在进一步优化中。第二部分将粘土片层这一纳米结构与凝胶复合，制备了一系列具有优异力学性能、快速响应性能的高粘土含量的粘土/聚合物纳米复合水凝胶（NC凝胶）。如粘土/聚丙烯酰胺纳米复合凝胶等，并根据NC凝胶结构的特殊性，首次提出通过后处理的方法来对NC凝胶的结构性能进行调控后期热处理制备了具有超高溶胀倍率的NC凝胶，盐酸溶液后处理制备了具有快速响应性能的NC凝胶。对以上各种NC凝胶的力学性能、响应性能及结构进行了系统研究，丰富了新型凝胶材料――NC凝胶的研究，推动了该领域的发展，为进一步研究奠定了基础。研究结果已在Macromol. Rapid Commun.，Polymer等国际知名刊物上发表。