超火的新材料：水凝胶 _凝胶

水凝胶（）是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，是由亲水性聚合物链彼此交联而形成的三维网络。它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。它可以充分吸水而不溶于水，自身显著溶胀的同时仍保持其原有的三维结构。
由于存在交联网络，水凝胶可以溶胀和保有大量的水，水的吸收量与交联度密切相关。交联度越高，吸水量越低。这一特性很像一种软组织。水凝胶中的水含量可以低到百分之几，也可以高达99% 。凝胶的聚集态既非完全的固体也非完全的液体。固体的行为是一定条件下可维持一定的形状与体积，液体行为是溶质可以从水凝胶中扩散或渗透。

文章插图
水凝胶有多种分类方式。
根据材料来源，可分为天然水凝胶（如透明质酸、胶原蛋白、海藻酸钠等）和人工合成水凝胶（如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等），人体的许多组织（如肌肉、角膜、血管等）都可以归为天然水凝胶。
根据交联方式，可分为物理交联水凝胶和化学交联水凝胶。前者由静电作用、氢键作用等交联而成，当外界条件改变时又可转回溶液状态，是可逆的；后者由化学键构建起三维网络，结构稳定，是永久不变的。根据环境响应情况，可分为传统水凝胶和智能水凝胶。后者可根据外界环境的刺激（如温度、pH、酶、磁场等）表现出不同的溶胀行为；前者则不具备这种能力。
根据合成材料的不同，水凝胶又分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。天然高分子由于具有更好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格，因而正在引起越来越多学者的重视。但是天然高分子材料稳定性较差，易降解。
作为一种高吸水高保水材料，水凝胶被广泛用于多种领域，如：干旱地区的抗旱，在化妆品中的面膜、退热贴、镇痛贴、农用薄膜、建筑中的结露防止剂、调湿剂、石油化工中的堵水调剂，原油或成品油的脱水，在矿业中的抑尘剂，食品中的保鲜剂、增稠剂，医疗中的药物载体等等。值得注意的是，不同的应用领域应该选用不同的高分子原料，以满足不同的需求。
【超火的新材料：水凝胶】水凝胶，一个应用非常广泛的领域，研究的深度非常值得去挖掘。