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| 編輯推薦： |
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水凝胶是一种高分子网络结构，能够在水中吸收大量水分而保持其形状，具有独特的性质，如高吸水性、保水性、生物相容性等。近年来，随着材料科技的进步，水凝胶的性能得到了极大的提升。水凝胶是智能材料，其独特的性质和应用领域不断拓展。水凝胶应用对国民经济的影响包括很多方面，例如在医疗保健行业可以提高医疗服务质量；在农业方面可以提高土壤的保水能力，减少灌溉次数，提高农作物产量，有助于提高农业的经济效益；在环保领域，水凝胶在废水处理中表现出色，可以作为生物处理过程中的生物载体，提高废水处理的效率。本书的出版可以帮助读者理解水凝胶应用相关知识。
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| 內容簡介： |
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本书以具有独特物理化学性质的高分子材料水凝胶为主线，全面介绍了水凝胶的相关知识。在水凝胶制备方面，详细阐述了多种制备水凝胶的方法、结构检测方法及技术；在水凝胶应用部分，分别在生物医学领域、环境治理方面、农业方面等进行了介绍。本书共分6章，内容包括水凝胶概述、水凝胶的分类与结构特性、水凝胶的制备方法、水凝胶的测试方法、水凝胶的应用及水凝胶的未来发展趋势。本书全面深入地介绍了水凝胶的制备方法以及丰富多样的应用，可供从事水凝胶领域的相关科研人员和管理人员参考，也可供高等学校水凝胶专业及相关专业师生参阅。
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| 目錄：
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第1章水凝胶概述 1
1.1水凝胶的定义和形成过程1
1.1.1水凝胶的定义1
1.1.2水凝胶的形成过程2
1.2水凝胶的发展历程5
1.2.1早期发展阶段6
1.2.2中期发展阶段6
1.2.3现代发展阶段7
1.3水凝胶的研究现状8
1.3.1国内研究概况8
1.3.2国外研究概况11
参考文献14
第2章水凝胶的分类与结构特性 17
2.1水凝胶的分类及质量标准17
2.1.1水凝胶的分类方法17
2.1.2水凝胶质量的判断标准20
2.1.3水凝胶的保存23
2.2水凝胶的基本结构24
2.2.1水凝胶的组成成分24
2.2.2水凝胶的网络结构类型30
2.2.3水凝胶的微观结构特征34
2.3水凝胶的基本理论37
2.3.1水凝胶热力学理论38
2.3.2水凝胶动力学理论44
2.3.3相转变机理47
2.3.4水凝胶中物质扩散理论48
2.4水凝胶的特性57
2.4.1亲水溶胀性57
2.4.2环境敏感性58
2.4.3生物相容性60
2.4.4力学性能61
2.4.5触变性62
2.4.6可降解性64
2.4.7流变学特性66
2.5结构与性能的关系68
2.5.1化学结构与力学性能68
2.5.2官能团与性能69
2.5.3网络结构与溶胀性能70
2.5.4水相与性能70
2.5.5孔隙结构与性能72
参考文献73
第3章水凝胶的制备方法 75
3.1化学交联法78
3.1.1自由基聚合交联78
3.1.2迈克尔加成交联83
3.1.3点击化学交联87
3.1.4席夫碱反应交联90
3.1.5光聚合反应交联94
3.1.6辐射交联98
3.2物理交联法101
3.2.1氢键交联法101
3.2.2静电交联法106
3.2.3配位交联法109
3.3生物发酵法113
3.3.1生物发酵法原理113
3.3.2生物发酵法的优缺点115
3.3.3影响生物发酵法交联水凝胶性能的因素116
3.3.4生物发酵法交联制备水凝胶的实例116
参考文献117
第4章水凝胶的测试方法 119
4.1化学结构表征方法119
4.1.1核磁共振（NMR）波谱法120
4.1.2傅里叶变换红外（FT-IR）光谱121
4.1.3拉曼光谱124
4.1.4质谱（MS）127
4.1.5X射线衍射（XRD）129
4.1.6凝胶渗透色谱（GPC）133
4.1.7微观形貌135
4.2理化性能测试方法136
4.2.1吸水性和溶胀性136
4.2.2接触角138
4.2.3降解性139
4.2.4力学性能140
4.2.5流变学特性144
4.3生物特性测试方法147
4.4其他表征方法148
参考文献148
第5章水凝胶的应用 150
5.1生物医学151
5.1.1伤口愈合医用敷料151
5.1.2组织工程中的应用155
5.1.3药物递送载体158
5.2环境治理162
5.2.1在水污染治理中的应用162
5.2.2在空气污染治理中的应用164
5.2.3在土壤污染治理中的应用166
5.3农业领域168
5.3.1用于土壤改良168
5.3.2作为肥料和农药载体170
5.3.3在作物组织培养中的应用171
5.4其他领域的应用172
5.4.1电子工程172
5.4.2智能材料175
参考文献179
第6章水凝胶的未来发展趋势 183
6.1生物医学领域184
6.2环境保护与治理领域186
6.3其他领域188
6.3.1水凝胶传感器面临的挑战与发展方向188
6.3.2水凝胶在能源领域的挑战与发展方向189
6.3.3水凝胶在智能材料方面的挑战与发展方向190
参考文献191
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| 內容試閱：
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目前水凝胶市场发展较好，市场规模增长较快，2023年全球水凝胶市场销售额约为142亿美元。预计到2029年，全球水凝胶市场的规模将增长至约408亿元。中国医用水凝胶市场也在稳步增长，2020年中国医用水凝胶市场规模达到了55亿元，预计2026年将达到714亿元。水凝胶主要应用领域也在不断拓展。比如在生物医学领域：水凝胶能够作为药物载体，控制药物释放，提高药物疗效；在组织工程中，水凝胶可作为细胞支架，促进组织再生和修复。在材料科学领域：水凝胶在柔性电子器件、软体机器人等方面具有巨大应用潜力；通过对其结构和性能的调控，可以开发出具有特殊功能的新型材料。在环境治理领域：水凝胶在水处理、土壤保湿等方面具有重要应用，有助于解决环境污染和资源短缺问题。
我国对水凝胶行业支持力度也很大，比如研发资金支持、税收优惠、知识产权支持，还在医用敷料、伤口敷料等公共采购中向国产水凝胶产品倾斜。水凝胶敷料属于高新技术产业，可以申请国家和地方科技部门的研发资金支持，符合条件的企业可以享受优惠的所得税政策，国家还对核心技术的专利申请给予资助和特快审批通道支持，国家积极推动制定水凝胶敷料的行业标准。在融资支持上，通过国家级技术创新基金、贷款贴息等方式支持企业获得发展资金。同时，还有人才引进和营销方面的支持，实施人才特殊支持计划，为水凝胶企业引进急需的高端技术人才举办行业展会和交流活动，提升水凝胶敷料的影响力和知名度。
本书主要包括水凝胶的制备和应用分析两部分。在水凝胶制备部分，本书系统梳理了水凝胶目前的制备技术，包括化学交联法、物理交联法等，以及各种制备方法的优缺点和适用范围。书中在最新的研究成果、尚未解决问题等方面有一定探索，有助于启发新的研究思路，促进水凝胶制备技术的创新和改进。在水凝胶应用部分，本书在生物医学（组织工程、药物缓释等）、环境工程（污水处理、空气治理、土壤修复等）和农业（土壤改良、作物增肥等）领域详细地阐述了这些应用的原理、现状和发展趋势，让读者了解水凝胶在不同领域发挥的重要作用。本书全面深入地介绍了水凝胶的制备方法以及丰富多样的应用，可供从事水凝胶领域相关科研、工程和管理的人员参考，也可供高等学校水凝胶专业及相关专业师生参阅。
本书由车春波执笔并统稿。在本书的写作过程中，得到了哈尔滨商业大学李俊生教授、左金龙教授的热情帮助和支持，在此表示感谢。
限于著者水平及时间，书中不妥和疏漏之处在所难免，敬请读者提出修改建议。
著者
2025年4月
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