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行业资讯
水凝胶应用背景
 

1.1. 水凝胶在医学领域的应用

1药物缓释

水凝胶兼备储存药物、控制释放速度、驱动释放3种功能,既能调节制剂的强度和硬度,又能起到促进分解、赋形的作用,还能遮蔽医药品的苦味和气味。因此,水凝胶在口服、鼻腔、口腔、直肠、眼部、注射等给药途径具有较大的应用潜力。

2伤口敷料

伤口常常需要敷料加速愈合,目前主要有两种类型的敷料:干型如纱布,湿型如水凝胶。纱布的缺点是药物易脱落,而水凝胶材料直接用于与人体组织接触,可防止体外微生物的感染,抑制体液的损失,传输氧到伤口可加速上皮细胞生长,加速新微血管增生,隔绝细菌侵犯,抑制细菌繁殖,促进伤口的愈合。

3组织工程支架材料

水凝胶因具有生物相容性、生物降解性、高含水量和细胞膜粘附性而应用于组织工程。

4生物传感器

表面固定了生物分子或细胞的电化学传感器即生物传感器,生物分子一般固定在与生物传感器物理元件相连的水凝胶表面或内部。制备传感器用的有机系高分子凝胶有褐藻酸凝胶、褐藻酸与壳聚糖复合质凝胶、丙烯酰胺凝胶、N2异丙基丙烯酰胺凝胶。

5医学领域的其他应用

水凝胶的应用是非常广泛的,除以上介绍外,水凝胶还被应用到蛋白质电泳、接触眼镜、人工血浆、人造皮肤、防粘连材料等方面。在生物医学领域,尽管水凝胶涉及的范围越来越广,但目前大多数仍处于研究阶段,用于产品开发的不多,大多集中在药物控释载体、组织填充材料等方面。

1.2. 水凝胶在工农业领域的应用

水凝胶因具有高度膨胀性、黏着性、高机械强度、 高化学稳定性、耐燃性和耐候性等优点在土木建筑工程中具有广泛应用。在浇制混凝土时,将高吸水性聚合物材料贴于混凝土表面,可吸收剩余的水分,不但可缩短干燥时间,还能防止裂纹。设于地面、海底或者高空的光纤电缆护皮破损容易造成事故,为了防止水浸入,可将高吸水性聚合物层设置在电缆护皮与电缆芯线之间,浸水时,吸水性聚合物可吸水溶胀成水凝胶从而阻止水再浸入,提高电缆的安全性和延长使用寿命。水凝胶作为一种絮凝剂,还可用于造纸废液、染整废液、食品加工废液的污水处理。

水凝胶在工业上还可用于油水分离、废水处理、密封材料、溶剂脱水、包装材料等诸多方面。如在油脂加工废水处理中,水凝胶可有效防止锅炉、管道、热交换器表面等结垢。

国外大量研究显示,在农业上被称为保水剂的水凝胶对于锁住土壤中水分,保持土壤肥力有很大的作用。保水剂还对土温升降有缓冲作用,具有较好的土壤保温性,可用以调节夜间温度,使昼夜温差变幅减小。日本研究用保水剂进行黄瓜育苗,结果表明,灌水次数及灌水量比常规育苗减少的情况下,仍能得到比较优质的黄瓜苗。所以保水剂在蔬菜栽培上也能起到增产作用。我国黄土高原造林实验研究所用的LSA-2保水剂处理苹果树苗代替传统的方法,树苗的成活率得到提高。在农业领域,水凝胶还可以用作农膜防雾剂以提高透光率,吸收农药、化肥后,因其具有控制释放效果能提高药效;此外,城市绿化也是保水剂极具潜力的用途之一。

1.3. 水凝胶其他应用

水凝胶用在化妆品和洗发水中不但对皮肤、头发能起到保湿作用,对其中的香料还有缓释作用。把水凝胶加入灭火剂中,可增加水的加热稳定性,延长水在可燃基材上的停留时间,提高水的有效隔氧降温能力,不但充分发挥了水的灭火性能、减低用水量,还能提高灭火速度、灭火效率和灭火安全性。除此之外,水凝胶还广泛地应用于尿布、生理卫生用品、香料载体以及食品、通讯、保鲜、洗涤、环境保护等方面。

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