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水凝胶富含大量的水分,且质地柔软类似于生物体组织,因此具有良好的组织相容性,从而在药物控释、组织工程、活性物质载体等领域应用十分广泛。而纳米材料由于其高比表面积等众多的卓越性能,而成为科研界最受关注且发展迅猛的领域之一。这两种材料的结合可实现优势互补,为新型功能材料的开发开辟新的道路。本文采用纳米粘土Laponite及纳米金属银两种纳米材料与水凝胶进行复合,分别系统研究了纳米复合水凝胶的粘结性能及催化性能,探索了其在生物相容性粘合剂、催化剂等领域的应用。主要研究内容如下：1.以无机纳米粘土Laponite为物理交联剂,甲基丙烯酸(MAA)为单体,通过原位聚合制备了一系列均匀透明的聚甲基丙烯酸/Laponite纳米复合水凝胶。通过流变学等研究了体系的粘度、储能模量(G’)、损耗模量(G″)及180°剥离强度等参数随着单体MAA及交联剂Laponite用量的变化规律。还采用实验室自制的JKR表面能仪研究了纳米复合水凝胶的表面粘接性能。通过流变、180°剥离强度和JKR三种表征手段进一步探索了水凝胶的粘接机理,也进一步证实了聚甲基丙烯酸/Laponite纳米复合水凝胶粘接性能的可控性,为其在假牙粘合剂、伤口敷料和组织工程等领域的应用奠定了理论基础。2.以异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为化学交联剂,通过光引发聚合制备了p(NIPAAm-co-AMPS)水凝胶,并通过原位还原的方法成功在凝胶中负载了纳米金属银颗粒,通过不同温度下的溶胀率测试,观测到p(NIPAAm-co-AMPS)凝胶存在最低临界溶解温度(LCST),并且LCST随着AMPS含量的增加而增加。通过凝胶本身颜色的变化以及扫描电镜TEM观察,证实了纳米银的成功负载,并通过Nanomeasure软件分析TEM照片,估算出负载纳米银的平均粒径为3.5 nm。3.以合成的Ag-NP-p(NIPAAm-co-AMPS)水凝胶为催化剂,催化对硝基苯酚(4-NP)在硼氢化钠(NaBH4)作用下还原为对氨基苯酚(4-AP)的反应,通过紫外光谱图中吸光度的变化,研究了催化反应的动力学。通过计算不同反应温度下的反应速率常数,发现凝胶催化性能在LCST附近具有显著的温敏性,在LCST附近会因为凝胶收缩而使反应速率出现骤降,从而证明了催化过程中温敏性的存在。通过研究α-环糊精(α-CD)的加入对Ag-NP-p(NIPAAm-co-AMPS)催化效果的影响,发现α-CD的加入会提高纳米银复合水凝胶对4-NP还原反应的催化特性。同时通过α-CD存在时不同温度下的催化反应速率的分析,证实了α-CD可与温敏性载体p(NIPAAm-co-AMPS)水凝胶中负载的纳米银进行协同催化。进一步通过动力学分析计算活化能,证实了上述结论,即α-CD的加入降低了反应活化能,提高了反应速率。反应温度高于LCST时,凝胶收缩,降低了反应发生的几率,活化能增加,进而使反应速率降低。