[發明專利]溫濕度敏感材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110317084.1
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113074779A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 王英特;段蓉;王云霞;王曉芬;王麗蘋
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 馬鳳嬌

本發明提供一種溫濕度敏感材料的制備方法，屬于生物材料制備領域，以提供一種以天然生物材料制備溫濕度敏感材料的方法。包括：取動物皮用純水洗凈后浸入無水乙醇溶液中浸泡8?12h；取出后切成碎片，放入100℃純水中煮沸10?15min后停止加熱，將水棄去后加入與動物皮質量比為3:1的干凈純水，加熱煮沸1?2h；將濃縮液冷卻至室溫后，在濃縮液中加入與濃縮液的質量比為1:50?100的含酶量為1?3％的胃蛋白酶藥片，邊攪拌邊將濃縮液的pH調節至0.9～2，在35?40℃水浴搖床中酶解12?24h；將酶解后的濃縮液趁熱攪拌過濾，棄去濾渣得凝膠溶液；將凝膠溶液冷凍干燥后進行性能測試。

技術領域

本發明涉及生物材料制備技術領域，尤其涉及一種溫濕度敏感材料的制備 方法。

背景技術

敏感材料與人類生活密切相關，它能將環境刺激轉化為機械運動，故而被 廣泛應用于康復設備、仿生機器人、傳感器等眾多應用領域。隨著器件小型化、 集成化的發展，對敏感材料的研究正在蓬勃開展。例如，高取向性聚合物纖維 材料、納米顆粒材料、離子聚合物/金屬復合材料、導電聚合物材料等合成聚合 物被廣泛應用于敏感材料的開發。考慮到這些材料相對較高的成本、嚴格的反 應控制和環境可持續性方面的局限性，從天然和可再生資源中尋求具有低成本、 高效益、環境友好敏感材料的開發越來越受重視。天然材料如瓊脂糖、纖維素、 殼聚糖做敏感材料逐漸進入科學家視野，且通常比聚合物材料表現出更多的生 物學特性。因此，采用環保、可持續和低成本的加工和制造方法，探索和開發 廣泛存在于自然界中的原料，擴展制備天然敏感材料的原料種類，對于敏感材 料研究具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種以天然生物材料制備溫濕度敏感材料的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種溫濕度敏感材料的制備方法，其包括如下步驟：

S1，預處理：取動物皮，用純水清洗干凈，然后將其浸入無水乙醇溶液中 浸泡8-12h，浸泡過程中不定時地攪拌溶液，使動物皮中的油脂和雜蛋白溶解到 無水乙醇溶液中而被除去；

S2，加熱：取出預處理后的動物皮，切成碎片，放入100℃純水中煮沸 10-15min后停止加熱，將水棄去后，加入與動物皮質量比為3:1的干凈純水，加 熱煮沸1-2h，待溶液呈白色糊狀的濃縮液時停止加熱；

S3，酶解：將濃縮液冷卻至室溫后，在濃縮液中加入與濃縮液的質量比為 1:50-100的含酶量為1％-3％的胃蛋白酶藥片，邊攪拌邊滴加濃鹽酸將濃縮液的 pH調節至0.9～2后，在35-40℃水浴搖床中酶解12-24h；

S4，過濾：將酶解后的濃縮液趁熱攪拌過濾，棄去濾渣，得到凝膠溶液；

S5，冷凍干燥：將凝膠溶液進行冷凍干燥，得固態溫濕度敏感的天然生物 材料凍干粉；

S6，性能測試：按天然生物材料凍干粉與純水的質量比為1:1，將天然生物 材料凍干粉加入等量純水中溶解，溶解均勻后倒入成膜模具中鋪展成薄膜狀， 放入烘箱中40℃干燥制成透明的溫濕度敏感生物薄膜，然后對溫濕度敏感生物 薄膜進行溫濕度性能的測試。

可選地，所述動物皮為豬皮、羅非魚魚皮、羊皮、牛皮或驢皮。

可選地，所述濃鹽酸的濃度為6-8mol/L。

本發明的有益效果是：

通過選擇資源豐富的動物皮膚作為原料來源，價格低廉、易得；污染物少， 生物相容性好；以動物皮膚制備的溫濕度敏感生物薄膜，充分利用了剩余資源， 為節約生物資源、走可持續發展的道路提供了新的方法和材料；在環境中能夠 自然降解，生產過程無污染；通過酶解進行制備，酶解速度快、效率高，成本 低、對產物的活性影響小、產物純度高；制備過程綠色環保、無毒無害，制備 條件溫和、對環境要求不高、設備成本較低，具有良好的經濟性和安全性。