壳聚糖-碳纳米管复合水凝胶：高强度生物医用新材料

"高强度壳聚糖-碳纳米管复合水凝胶薄膜" 壳聚糖-碳纳米管复合水凝胶薄膜是一种新型的生物医用材料，它结合了壳聚糖的优良特性与碳纳米管的高强度优势。壳聚糖（CS）是一种天然的多糖，由甲壳素脱乙酰化得到，其生物相容性、安全性和生物降解性使其在组织工程、药物传递等领域备受青睐。然而，壳聚糖水凝胶本身的力学性能相对较弱，这在一定程度上限制了它的实际应用。 在本研究中，研究人员通过引入羧基化的碳纳米管（CNT-COOH）来改善壳聚糖水凝胶的力学性能。首先，将羧基化碳纳米管与壳聚糖溶液混合，然后干燥成膜，最后通过溶胀过程形成复合水凝胶。这种工艺使得碳纳米管能够均匀地分散在壳聚糖聚合物基质中，形成稳定的网络结构。 当碳纳米管在复合水凝胶中的含量达到10wt%（即CNT/CS质量比为10:100）时，复合水凝胶的性能显著增强。实验数据显示，其弹性拉伸强度达到了7.1MPa，断裂伸长率高达197.9%，这相比纯壳聚糖水凝胶的性能有显著提升，拉伸强度和断裂伸长率分别增加了3.1倍和1.8倍。这些改进归功于两个因素：一是碳纳米管的优异机械性能，二是碳纳米管与壳聚糖之间的强氢键作用，这种作用增强了两者之间的相互连接，从而提高了整体材料的力学稳定性。 关键词涉及到高分子功能材料、壳聚糖、碳纳米管、水凝胶以及高强度，这些都揭示了研究的核心内容。中图分类号TQ314.2对应的是化学工业领域，而O6481.17则代表了材料科学中有关高分子复合材料的研究。这篇论文被标记为"首发论文"，表明它可能是该领域的原创性研究，对于理解和开发高性能生物医用材料具有重要的理论和实践意义。 这项工作不仅创新性地制备了高强度的壳聚糖-碳纳米管复合水凝胶薄膜，还深入探讨了其性能提升的机理，为未来设计和制造更先进的生物医用材料提供了新的思路和方法。