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        水凝膠應用背景
         

        1.1. 水凝膠在醫學領域的應用

        1藥物緩釋

        水凝膠兼備儲存藥物、控制釋放速度、驅動釋放3種功能,既能調節制劑的強度和硬度,又能起到促進分解、賦形的作用,還能遮蔽醫藥品的苦味和氣味。因此,水凝膠在口服、鼻腔、口腔、直腸、眼部、注射等給藥途徑具有較大的應用潛力。

        2傷口敷料

        傷口常常需要敷料加速愈合,目前主要有兩種類型的敷料:干型如紗布,濕型如水凝膠。紗布的缺點是藥物易脫落,而水凝膠材料直接用于與人體組織接觸,可防止體外微生物的感染,抑制體液的損失,傳輸氧到傷口可加速上皮細胞生長,加速新微血管增生,隔絕細菌侵犯,抑制細菌繁殖,促進傷口的愈合。

        3組織工程支架材料

        水凝膠因具有生物相容性、生物降解性、高含水量和細胞膜粘附性而應用于組織工程。

        4生物傳感器

        表面固定了生物分子或細胞的電化學傳感器即生物傳感器,生物分子一般固定在與生物傳感器物理元件相連的水凝膠表面或內部。制備傳感器用的有機系高分子凝膠有褐藻酸凝膠、褐藻酸與殼聚糖復合質凝膠、丙烯酰胺凝膠、N2異丙基丙烯酰胺凝膠。

        5醫學領域的其他應用

        水凝膠的應用是非常廣泛的,除以上介紹外,水凝膠還被應用到蛋白質電泳、接觸眼鏡、人工血漿、人造皮膚、防粘連材料等方面。在生物醫學領域,盡管水凝膠涉及的范圍越來越廣,但目前大多數仍處于研究階段,用于產品開發的不多,大多集中在藥物控釋載體、組織填充材料等方面。

        1.2. 水凝膠在工農業領域的應用

        水凝膠因具有高度膨脹性、黏著性、高機械強度、 高化學穩定性、耐燃性和耐候性等優點在土木建筑工程中具有廣泛應用。在澆制混凝土時,將高吸水性聚合物材料貼于混凝土表面,可吸收剩余的水分,不但可縮短干燥時間,還能防止裂紋。設于地面、海底或者高空的光纖電纜護皮破損容易造成事故,為了防止水浸入,可將高吸水性聚合物層設置在電纜護皮與電纜芯線之間,浸水時,吸水性聚合物可吸水溶脹成水凝膠從而阻止水再浸入,提高電纜的安全性和延長使用壽命。水凝膠作為一種絮凝劑,還可用于造紙廢液、染整廢液、食品加工廢液的污水處理。

        水凝膠在工業上還可用于油水分離、廢水處理、密封材料、溶劑脫水、包裝材料等諸多方面。如在油脂加工廢水處理中,水凝膠可有效防止鍋爐、管道、熱交換器表面等結垢。

        國外大量研究顯示,在農業上被稱為保水劑的水凝膠對于鎖住土壤中水分,保持土壤肥力有很大的作用。保水劑還對土溫升降有緩沖作用,具有較好的土壤保溫性,可用以調節夜間溫度,使晝夜溫差變幅減小。日本研究用保水劑進行黃瓜育苗,結果表明,灌水次數及灌水量比常規育苗減少的情況下,仍能得到比較優質的黃瓜苗。所以保水劑在蔬菜栽培上也能起到增產作用。我國黃土高原造林實驗研究所用的LSA-2保水劑處理蘋果樹苗代替傳統的方法,樹苗的成活率得到提高。在農業領域,水凝膠還可以用作農膜防霧劑以提高透光率,吸收農藥、化肥后,因其具有控制釋放效果能提高藥效;此外,城市綠化也是保水劑極具潛力的用途之一。

        1.3. 水凝膠其他應用

        水凝膠用在化妝品和洗發水中不但對皮膚、頭發能起到保濕作用,對其中的香料還有緩釋作用。把水凝膠加入滅火劑中,可增加水的加熱穩定性,延長水在可燃基材上的停留時間,提高水的有效隔氧降溫能力,不但充分發揮了水的滅火性能、減低用水量,還能提高滅火速度、滅火效率和滅火安全性。除此之外,水凝膠還廣泛地應用于尿布、生理衛生用品、香料載體以及食品、通訊、保鮮、洗滌、環境保護等方面。