羧甲基壳聚糖（CMCh）是壳聚糖（CS）的衍生物,与壳聚糖相比,CMCh具有更好的水溶性、生物相容性和抗菌性,因此被广泛的应用于组织工程、生物医学等领域。CMCh在一些金属阳离子如Zn2+、Cd2+、Cu2+、Ag+的作用下会形成超分子水凝胶,这种通过金属离子交联的超分子水凝胶具有可快速制备并且制备条件简易、凝胶过程温和等优点,在细胞包封和仿生材料领域具有极大的应用潜力。本课题基于羧甲基壳聚糖溶液与锌、镉等金属离子溶液络合形成超分子水凝胶的现象,设计并搭建了一套用于进行金属离子扩散诱导CMCh溶液凝胶化的装置。我们通过该装置开展一系列扩散诱导凝胶化实验,原位观察并记录CMCh水凝胶的凝胶化过程。首先,我们探究了CMCh溶液p H、凝胶化方向以及CMCh分子量对于CMCh凝胶化的影响,确定了最佳凝胶条件;随后分别研究了不同Zn2+浓度、CMCh浓度、温度、Zn2+用量等对于CMCh凝胶化的影响;最后对不同金属阳离子扩散诱导CMCh凝胶化的过程以及形成凝胶的特点进行了探究。通过络合滴定法和沉淀滴定法对凝胶化完成后剩余的金属离子浓度进行了测定,并利用紫外分析仪、荧光光谱、倒置荧光显微镜等仪器对凝胶化过程和凝胶的结构进行了表征。研究结果表明:Zn2+浓度、CMCh溶液浓度、温度、Zn2+用量均对CMCh的凝胶化过程有影响,提高Zn2+浓度、降低CMCh浓度、提高温度或增大Zn2+用量均可加快凝胶化速率;硝酸锌、氯化锌、硝酸镉、氯化镉具有相近的凝胶化能力,并且由其诱导的CMCh凝胶在365nm紫外光下均具有荧光现象;硝酸铜、氯化铜所诱导的CMCh凝胶具有平行于凝胶生长方向的层状结构并且展现出优异的机械性能;银离子扩散诱导的凝胶会在光照的作用下发生颜色变化并且在凝胶后期会出现凝胶加速现象;铁离子由于易水解的特性导致其只能诱导产生约20mm厚度的小段凝胶。