水凝膠網絡結構研究-低場核磁技術

水凝膠網絡結構研究-低場核磁技術

水凝膠是一類為親水的三維網絡結構凝膠，它在水中迅速溶脹并在此溶脹狀態可以保持大量體積的水而不溶解。由于存在交聯網絡，水凝膠可以溶脹和保有大量的水，水的吸收量與交聯度密切相關。交聯度越高，吸水量越低。水凝膠中的水含量可以低到百分之幾，也可以高達99%。

水凝膠具有良好的生物相容性、低毒性和可生物降解性等特性，用途非常廣泛。水凝膠溶脹過程與水的傳輸和凝膠網絡結構有關，因此，溶脹性能是評價水凝膠的重要參數。

凝膠的溶脹性評價方法

目前關于溶脹行為的研究主要是通過測量溶脹水凝膠的重量或體積變化來計算溶脹率。然而，該方法需要從溶液中取出水凝膠并用濾紙擦拭以去除多余的表面水，擦拭過程容易影響測定的準確度和重復性，從而產生意想不到的誤差。

水凝膠網絡結構研究-低場核磁技術

低場核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網絡的水傳輸和微觀結構方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場核磁共振（LF-NMR）主要用于通過測量弛豫時間來闡明反映結構異質性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場核磁共振（LF-NMR）是一種快速、wu創、無損的測定水組分分布的方法。低場核磁可標準氫鍵與周圍水分子之間的相互作用。

對于水凝膠，不同環境中的水，如凝膠內水或外水，可能表現出不同的弛豫性質。T2組分對應的幅度可以定量并計算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網絡網孔尺寸之間的比例關系，可以描繪溶脹過程中由于濃度效應引起的水凝膠網絡網孔尺寸變化。因此，低場核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過程中水的動態傳輸和微觀結構變化的有力工具。此外，低場核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測量水凝膠的T2分布。