与生物组织相似,水凝胶是由含有大量水的聚合物三维网络构成的软材料,具有出色的柔韧性、机械拉伸性、响应性、生物活性及生物相容性。因此,水凝胶在生物医学、软体机器和柔性电子等应用中具有巨大潜力。但水凝胶仍存在两个缺陷:（1）在低温条件下（0 oC及以下）发生结冰现象;（2）干旱条件下的失水现象,从而影响水凝胶的稳定性和应用。本文研究利用溶剂置换法制备以抗冻剂为分散介质的抗冻保湿有机凝胶,通过抗冻剂的处理,凝胶中的水分被抗冻剂置换出来。制备出的有机凝胶在低温条件下或空气中能够保持长期稳定。本文研究表明溶剂置换法是制备有机凝胶的一种简单而通用的方法。具体内容主要包括以下两个方面:第一,制备了Ca2+-海藻酸钠/聚丙烯酰胺韧性有机凝胶。研究利用甘油、乙二醇或山梨醇作为置换溶剂,通过溶剂置换法制备抗冻保湿有机凝胶;通过调节Ca2+-海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶中所置换溶剂类别、组成和置换时间,可调节有机凝胶的机械性能。所制备的甘油基有机凝胶的弹性模量从10±0.5 k Pa增加到40±4 k Pa,拉伸应变从1200%增加到1700%;同时证明基于不同的抗冻剂凝胶在低温下均有机械柔性,尤其基于乙二醇的有机凝胶在-70 oC时仍然具有机械柔性;也证明了乙二醇的有机凝胶在室温下具有长期稳定性。研究证实溶剂置换法是一种简洁快速的方法,为制备韧性有机凝胶开辟了新途径。第二,基于溶剂置换法,研究制备了琼脂/聚丙烯酰胺韧性有机凝胶。首先,设计以琼脂为易断裂能量耗散网络,聚丙烯酰胺为交联互穿网络,制备琼脂/聚丙烯酰胺的韧性水凝胶。然后,利用甘油溶剂置换法,制备琼脂/聚丙烯酰胺韧性有机凝胶。该凝胶具有良好的干燥耐受性、抗冻性和可拉伸性。该韧性有机凝胶的模量从68±11 k Pa增加至184±19 k Pa,断裂能从18.7±2 k J/m2增加到46.5±7 k J/m2。此外,该有机凝胶在-35 oC仍具有稳定的导电性,而相比较的普通水凝胶因冻结已失去导电性。