磷酸盐玻璃/聚乙烯醇/聚丙烯酸钠复合导电水凝胶的制备及性能研究

摘要

导电水凝胶复合材料因其在智能可穿戴设备、生物医学设备及生物传感器等领域的广泛应用而备受关注。然而，开发兼具多功能性、抗菌性能及优异力学性能的导电水凝胶仍面临巨大挑战。本文通过冻融循环法制备了磷酸盐玻璃/聚乙烯醇/聚丙烯酸钠（PBG-PVA-PAANa）复合水凝胶，并探究了不同质量分数的聚丙烯酸钠（PAANa）对水凝胶形貌、力学性能、传感性能、抑菌性能及凝血性能的影响。结果表明，PAANa的添加提升了水凝胶的力学性能，与PBG-PVA水凝胶相比，PBG-PVA-PAANa水凝胶的拉伸强度从0.68 MPa提高到1.45 MPa,断裂伸长率从183.51%提高到415.98%。传感性能测试表明，水凝胶的相对电阻变化率（ΔR/R₀）随拉伸应变和PAANa质量分数增加而增大，表现出稳定的响应性。此外，该复合水凝胶对大肠埃希菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抗菌率均超97%。同时，其凝血性能表现优异，凝血指数（BCI）随PAANa质量分数增加而显著降低。本研究为多功能导电水凝胶的开发提供了新思路，在柔性传感器及生物医学领域具有广阔的应用前景。

关键词

聚丙烯酸钠 / 导电水凝胶 / 抗菌性 / 柔性传感器