[發明專利]一種遇水能產生形變的材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610067930.8
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105696099A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 杜學敏;唐天洪;吳天準;崔歡慶;王娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: D01F4/02
• 分類號: D01F4/02;D01D5/00;C08J5/18;C08J3/075;C08L89/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及一種材料，具體涉及一種遇水能產生形變的材料及其制備方法。

背景技術

智能形變材料是在外界刺激作用下能發生形變并保持在該臨時形變狀態， 而當形變撤銷或改變后，其又將回復到初始狀態的一種材料。外界刺激作用包 括：加熱，光照，電、磁刺激及溶劑作用等多種多樣的刺激。智能形變材料因 其特殊的形狀記憶功能，被視為生物工程領域較為重要的智能材料，在醫療工 具、穿戴設備、藥物緩釋和組織替代等方面都有較為良好的應用前景。目前研 究應用得最為廣泛的是對熱致形變材料的研究，但其形變轉變的溫度點通常較 高，對生物組織和細胞都有一定的損害，不能很好的適用于生物材料領域，因 此通過自然界最常見的水觸發的智能形變材料，目前被認為是最為理想的智能 生物材料。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供了一種遇水能產生 形變的材料，本發明提供了該材料的制備方法，本發明還提供了該材料的用途。

為實現上述目的，所采取的技術方案：遇水形變材料，該材料包含蛋白質 纖維，并且該材料遇水時在第一維度上呈現溶脹現象同時在與所述第一維度不 同的維度上呈現收縮現象。

優選地，所述蛋白質纖維來源于蠶絲或蜘蛛絲。

優選地，所述材料還包含合成聚合物。

優選地，所述合成聚合物選自：聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亞胺、聚芳酯、 聚苯酯、聚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、 聚乳酸以及它們的均聚物、共聚物和共混物。

優選地，所述材料被制成薄膜狀、纖維狀、海綿狀或復合膜狀。

優選地，所述材料在100％被水浸潤時在所述第一維度上呈現的溶脹超過 20％，在與所述第一維度不同的維度上呈現的收縮超過20％。

本發明提供了制備上述所述的遇水形變材料的方法，所述方法包括：

(1)提供所述蛋白質纖維的溶液；

(2)對步驟(1)的溶液進行成型處理。

優選地，所述步驟(1)中的天然絲狀高分子材料的溶液通過將所述蛋白質 纖維溶解于有機溶劑中獲得。

優選地，所述步驟(2)中的成型處理通過靜電紡絲法、流延法、氣相沉積 法中的至少一種進行，使所述遇水形變材料成型為薄膜狀、纖維狀、海綿狀或 復合膜狀。

優選地，所述方法包括以下步驟：

(1a)將天然絲狀高分子材料溶解于有機溶劑中，得到混合液；

(2a)將步驟(1a)所得的混合液靜電紡絲成纖維膜；

(3a)將步驟(2a)所得的纖維膜干燥以除去殘留的有機溶劑，干燥的纖維 膜，即為所述遇水能產生形變的材料。

優選地，所述方法包括以下步驟：

(1b)將天然絲狀高分子材料溶解于有機溶劑中，得到混合液；

(2b)將(1b)中制備得到的混合液流延成型成片狀濕膜；

(3b)將步驟(2b)中所得的片狀濕膜干燥以除去殘留有機溶劑，得到片 狀薄膜，即為所述遇水能產生形變的材料。

優選地，所述方法包括以下步驟：

(1c)將天然絲狀高分子材料溶解于有機溶劑中，得到混合液；

(2c)將步驟(1c)中制備得到的混合液在水中透析，然后在聚乙二醇溶液 中滲析；

(3c)將步驟(2c)中所得的混合液密封后靜置至形成海綿狀的溶膠凝膠， 即為所述遇水能產生形變的材料。

優選地，所述方法包括以下步驟：

(1d)將天然絲狀高分子材料溶解于有機溶劑中，得到混合液；

(2d)通過氣相沉積法將步驟(1d)中所得的混合液沉積在合成高分子材 料制成的薄膜上，得到復合片層材料；

(3d)將步驟(2d)中所得的復合片層材料干燥處理以除去殘留溶劑，得 到復合薄膜材料，即為所述遇水能產生形變的材料。

優選地，所述步驟(1a)、(1b)、(1c)和(1d)中溶解為超聲溶解。優選地， 所述步驟(3c)中靜置溫度為60-80℃。

本發明還提供了上述所述的遇水能產生形變的材料在制備可穿戴設備、醫 療器械設備、手術輔助工具、藥物緩釋載體、生物組織工程支架或組織結構替 代材料中的用途。