智能高分子材料的研究進(jìn)展(文件)
【正文】 膠主要有pH性凝膠，化學(xué)物質(zhì)影響性凝膠，溫敏性凝膠，光敏性凝膠，磁場響應(yīng)性凝膠和影響內(nèi)部刺激性凝膠。 溫敏性凝膠這類凝膠大分子鏈的構(gòu)像能響應(yīng)溫度(刺激)而變化。將光敏性分子引到聚合物分子鏈上，可得到光刺激響應(yīng)聚合物凝膠。當(dāng)把鐵磁性“種子”材料預(yù)埋在凝膠中并置于磁場時(shí)，鐵磁材料被加熱而使凝膠的局部溫度上升，導(dǎo)致凝膠膨脹或收縮，撤掉磁場，凝膠冷卻恢復(fù)至原來大小。這兩種方法可用于植入型藥物釋放體系,由電源和線圈構(gòu)成的手表大小的裝置產(chǎn)生磁場,使凝膠收縮而釋放一定劑量的藥物。將這些單功能和多功能纖維組合一起，就可以設(shè)計(jì)出智能化織物或智能化系統(tǒng)服裝。由蓄熱調(diào)溫纖維加工成的紡織品除具有常規(guī)紡織品的靜態(tài)保溫作用外，還具有自動吸收、儲存分配和放出熱量的動態(tài)保溫功能，在紡織品周圍形成溫度基本恒定的微氣候。智能服裝可以集成報(bào)警、定位和傳感系統(tǒng)于一體，從而提高對人的防護(hù)能力。電場變化由配有電腦的攝像頭根據(jù)周圍環(huán)境的不同而產(chǎn)生，這樣由染料和顏料混合物共同決定的顏色就會發(fā)生改變,于是該系統(tǒng)便會根據(jù)士周圍的環(huán)境而產(chǎn)生不同的偽裝效果。當(dāng)溫度升高時(shí),氫鍵解離，系統(tǒng)趨于無序，線團(tuán)松弛而吸熱。將塑料光纖傳感器和電子傳導(dǎo)纖維編織而成的“智能T恤”來探測心跳、體溫、血壓、呼吸等生理指標(biāo)。源于蝦殼的殼質(zhì)生產(chǎn)的殼聚糖無毒而且具有生物相容性，有利于抗菌，促進(jìn)纖維原細(xì)胞的生長并影響小噬細(xì)胞的活性，從而使傷口愈合更快。當(dāng)織物周圍的環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，染料顆粒就會進(jìn)行反應(yīng)發(fā)生各種顏色的變化。現(xiàn)在的光敏變色涂料主要是受紫外線照射發(fā)生色調(diào)變化，即無色變藍(lán)色，無色變紫色。3. 結(jié)語高分子材料具有結(jié)構(gòu)層次多樣、便于分子設(shè)計(jì)和精細(xì)控制的特點(diǎn)，加之質(zhì)輕、柔軟且容易涂覆，是一類很有潛力的智能材料。目前，我國智能高分子材料的研究與開發(fā)存在著不足，與世界先進(jìn)水平相比尚有相當(dāng)大的差距，我們期待著這一領(lǐng)域的更全面的發(fā)展。聚合物合成方法的改進(jìn),結(jié)構(gòu)修飾與分子設(shè)計(jì)成為尋求高性能智能高分子材料首先要解決的問題。英國科學(xué)家正在研制一種智能衣料，由“普通”布料和一種制作精巧、可以導(dǎo)電的浸碳纖維網(wǎng)構(gòu)成，在織物施加壓力后通過導(dǎo)電纖維的低電壓信號形式被改變，一個(gè)簡單的計(jì)算機(jī)芯片就可判斷出布料被觸及的位置。光敏變色織物在外界光線發(fā)生變化時(shí)，顏色將發(fā)生明顯變化或面料表面會巧妙浮現(xiàn)出各種圖案和花紋，產(chǎn)生“動態(tài)”的效果。變色織物用變色纖維或?qū)⒆兩牧戏馊胛⒛z囊后整理而得，隨著外界環(huán)境改變而變色，按變色條件可分為：光敏變色、溫敏變色、濕敏變色、生化變色、輻射變色等。由美國BioKey公司開發(fā)的智能繃帶將多種傳感器植入織物,可以探測細(xì)菌數(shù)量、濕度和氧氣濃度等，并記錄在計(jì)算機(jī)中，為治療方案的改進(jìn)提供依據(jù)[[] ]。由此制得的智能服裝可用于體溫調(diào)節(jié)和燒傷治療等。美國學(xué)者將聚乙二醇與各種纖維，如棉、聚酯或聚酰胺/聚氨酯共混，使其具有熱適應(yīng)性。美國科學(xué)家還研制了一種自動報(bào)警智能服裝，在織物中植入一些光導(dǎo)纖維傳感器，當(dāng)傳感器接觸到特殊氣體、生物化學(xué)物質(zhì)、電磁能或放射性物質(zhì)時(shí)會發(fā)出報(bào)警音，可保證工作人員在放射性、有毒環(huán)境中以及戰(zhàn)場上的安全[[] ：天津大學(xué)出版社，2000]。用太空相變調(diào)溫絨線制成服裝后，當(dāng)人從正常溫度環(huán)境進(jìn)入較高溫度環(huán)境時(shí)，相變材料會由固態(tài)變成液態(tài)，吸收熱量；當(dāng)人從正常溫度環(huán)境進(jìn)入溫度較低的環(huán)境時(shí)，相變材料又會從液態(tài)變成固態(tài)，放出熱量。
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