4D打印温敏响应型药物控释凝胶支架

4D打印是在3D打印基础上添加了智能材料,使打印结构随时间变化发生形变。4D打印材料可以装载药物并将其输送到提供预定刺激的目标环境中,对药物递送领域的发展具有重要的推动作用。介绍了近年来4D打印温敏响应型药物控释凝胶支架的研究进展,包括3D打印技术、温敏凝胶响应机制,重点阐述了天然、合成、杂化凝胶打印墨水材料的优缺点和温敏响应性能,以及其凝胶支架在药物递送上的应用,最后探讨了4D打印温敏响应型药物控释凝胶支架的发展前景。

纳米改性制备温敏响应性柞蚕丝织物

为了使智能凝胶在纺织品功能整理中得到更好的应用,本文采用静电纺丝技术与互穿网络技术相结合,制备了一种壳聚糖季铵盐/聚-N异丙基丙烯酰胺/PEO纳米纤维,并将戊二醛作为交联剂,纳米纤维原位改性柞蚕丝织物,以赋予柞蚕丝织物温敏响应性。采用傅里叶红外光谱、TG热分析、接触角、SEM测试技术分别测定改性后柞蚕丝织物的分子结构、热性能、亲疏水性及表面形态。实验结果表明,壳聚糖季铵盐/聚-N异丙基丙烯酰胺/PEO水凝胶具有良好的温敏性,相转变温度在32~33℃,与纺丝原液水凝胶TG分析结果相符合;柞蚕丝表面形成壳聚糖季铵盐/聚-N异丙基丙烯酰胺/PEO纳米纤维层,且纤维分布均匀;改性后柞蚕丝织物具有良好的亲疏水性转变,当温度高于45℃,温敏性柞蚕丝织物具有明显的疏水性。

聚乳酸/石墨烯复合材料的制备及温敏响应行为

通过差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、扫描式电子显微镜(SEM)和自组装电阻仪详细地研究了聚乳酸(PLA)/石墨烯(Gr)复合材料的热力学性能、结晶性能和温度相应行为。Gr的加入能够促进PLA基体的结晶能力和导电网络的构建,并且随着Gr含量的增加,PLA基导电复合材料的导电性能得到了显著提高,其导电逾渗值为2.396%,热力学分解温度从324.8℃提高到了335.2℃。通过温度-电阻性能数据分析发现,在不同的热处理温处理过程中出现了导电网络的破坏与重建过程,并表现出了良好的晶体排斥效应,结晶度的改善,能够促进导电网络的完善;非等温电阻循环测试表明复合材料的电导率随温度变化同时表现出负温度效应(NTC)与正温度效应(PTC),随着循环次数的增加并表现出了稳定、可循环的特性,为制备导电性能可调控的复合材料奠定了基础。

石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇相变储能复合材料的制备与温敏响应行为

本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料,详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中,二维结构的石墨烯和一维结构的碳纳米管在热力学和动力学因素的作用下可以物理复配为三维结构的Gr-CNT杂化粒子,改善导电粒子在复合材料内部的分散性,使复合材料具有较低的导电逾渗域值,约为0.51wt%。此外,在PEG相变储能材料和导电粒子的作用下,进一步改善了Gr-CNTPLA/PEG复合材料的导电性能和结晶性能,结晶温度从100℃(PLA)提高到了约130℃((Gr-CNT_(50))_(0.6)-PLA/PEG_(10))。在恒温温度-电阻测试中发现Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的电导率随等温热处理温度的提高表现出先降低后升高的现象;在循环变温温度-电阻测试中,Gr-CNT-PLA复合材料在37℃到140℃的循环温度区间内表现出了低温正温度系数(PTC)和高温负温度系数(NTC)效应;而通过相变储能材料PEG和循环温度值的协同调控,Gr-CNT-PLA/PEG复合材料在降温过程中表现出良好的相转变储能平台,成功地实现了复合材料单调的PTC效应和高温度灵敏度,灵敏度(ΔR/R_(0))可达3000%;且随着PEG质量含量的提高可以有效地实现复合材料的储能平台越宽,可达16.28 min,为高灵敏度温度传感器的制备奠定了基础。