本研究制备了断裂伸长率超过4000%的聚丙烯酰胺-Laponite纳米复合凝胶,由大形变的迟滞回复和小形变的松弛行为证明,这类水凝胶的超拉伸性来源于低的交联点密度和适当的松弛速率,为设计新型超拉伸纳米复合水凝胶指出了基本思路。Laponite在悬浮液对离子强度非常敏感,加入电离单体会导致沉淀或自身形成凝胶。本研究发现了保持Laponite悬浮液稳定性的单体组成与分散条件(聚合稳定性窗口),在窗口范围内,添加微量(≤0.05mol%)化学交联剂,首次合成了具有高透光率(>90%)、超拉伸性(断裂伸长率>2000%)的(丙烯酰胺-丙烯酸钠)共聚物-Laponite纳米复合水凝胶,具有灵敏的pH响应性。根据该原理还制备了pH、温度双重响应超拉伸纳米复合水凝胶和阳离子型的超拉伸纳米复合水凝胶,为开发凝胶功能材料奠定了基础。通过光、电控制水溶液中Fe离子的价态,使聚丙烯酸水溶液可逆凝胶-溶液-凝胶转变,实现了对高分子溶液-凝胶转变的简单控制,可望成为高分子凝胶功能器件的原理。在SCI收录刊物发表论文10篇,其中影响因子大于3的刊物论文5篇;做邀请报告8次。毕业博士生6人、硕士生6人。
英文主题词Laponite; environment-response; nanocomposite; hydrogel; intelligent material