智能高分子与高分子凝胶.pptx

,2015/12/14,第一部分,智能高分子 与高分子凝胶,大 纲,材料与智能材料 智能高分子材料及研究内容 智能高分子材料的应用与发展 凝胶定义与制备方法 智能高分子凝胶及分类 智能高分子凝胶应用,材料,功能材料：侧重于其特有的功能,感知材料：在外界环境或内部状态发生变化时能对之做出适当的反应并产生相应动作的材料,驱动材料：对来自外界或内部的各种信息，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学辐射等信号的强度及变化具有感知能力的材料,结构材料：侧重于机械强度,机敏材料：同时具有感知与驱动功能的材料,1.1 材料,功能 材料,用来制造各种传感器,用来制成各种执行器,智能材料通常不是一种单一的材料，而是一个材料系统，是一个由多种材料组元通过有机紧密复合或严格科学组装而构成的材料系统。智能材料是机敏材料和控制系统相结合的产物；或者说是敏感材料、驱动材料和控制材料的有机合成。就本质而言，智能材料就是一种智能机构，它是由传感器、执行器和控制器三部分组成。,1.2 智能材料,1.3 智能材料的发展,1989年，日本高木俊宜教授将信息科学融于材料构性和功能，首先提出智能材料（intelligent materials）概念，是指对环境具有感知、可响应，并具有功能发现能力的新材料。,美国 R. E. Neunham教授提出灵巧材料 (smart materials)概念，也称为 机敏材料。他将机敏材料分为3类：被动灵巧材料，主动灵巧材料，很灵巧材料（智能材料）。,智能材料概念,1.4 智能材料的概念与设计,智能材料设计指导思想,材料的多功能复合； 材料的仿生设计。,智能材料是可以感知外部刺激（传感功能），通过自我判断和自我结论（处理功能），实现自我指令功能（执行功能）的材料。,1.5 智能材料的特征,传感功能：能感知自身所处的环境与条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。 反馈功能：可通过 传感网络，对系统输入与输出信息进行对比，并将其结果提供给控制系统。 信息识别与积累功能：能识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。 响应功能：根据外界环境和内部条件变化!适时动态地做出相应的反应，并采取必要行动。,自诊断能力：能通过分析比较系统目前的状况与过去的情况，对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。 自修复能力：能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制、来修补某些局部损伤或破坏。 自适应能力：对不断变化的外部环境和条件，能及时地自动调整自身结构和功能，并相应地改变自己状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化做出恰如其分的响应。,1.5 智能材料的特征,1.6 智能材料的工作原理,智能材料的感知 功能和执行功能,1.7 智能材料分类,2.1 智能高分子材料概念,智能高分子材料又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物，是一种能感觉周围环境变化，而且针对环境的变化能采取响应对策的高分子材料。,智能高分子材料是智能材料的一个重要组成部分。它通过分子设计和有机合成的方法使有机材料本身具有生物所赋予的高级功能，如自修复与自增殖能力、认识与鉴别能力、刺激响应与环境应变能力等。,2.2 智能高分子材料研究内容,(1)记忆功能高分子材料 包括应力记忆、形状记忆、体积记忆和色泽记忆等高分子材料。主要应用于结构材料的不同半径的管道，容器的包装材料，纺织品材料和医用材料，研究最多的是形状记忆高分子材料。主要用于医用材料，包装材料织物材料，热收缩管等。 (2)智能高分子凝胶 包括光敏性、温敏性、电磁敏感性、压力敏感性和pH值敏感性等单一响应性高分子凝胶及温度、pH值敏感性；热、光敏感性；磁、热敏感性；pH值、离子刺激等双重或多重响应性高分子凝胶等。其潜在应用领域有细胞培养基质、环境工程、酶的活性控制、药物释放载体、组织工程、可视化光学传感材料、表面图案技术及吸附分离致癌物质等。,(3)智能药物释放体系 药物释放是在当药物所在环境发生变化时，体系能够做出相应的反应，以一定的形式释放药物的系统。主要用作智能药物释放体系；生物信息响应体系，如靶向药物释放体系及结合药物释放体系等；纳米药物释放体系等。 (4)聚合物电流变流体 聚合物电流变流体又称电场致流变体，是新型的智能材料。它由低介电常数的液体和高介电常数的悬浮颗粒等组成。利用其对电场的响应特性，可望用于优良的动力传输、振动控制、新 一代机器人等领域。,2.2 智能高分子材料研究内容,(5)智能高分子膜 高分子膜的智能化是通过膜的组成，结构和形态来实现的，主要包括荷电型超滤膜、接枝型智能膜、互穿网络膜、聚电解质配合物膜、液晶膜、凝胶膜等。用作选择透过膜材、传感膜材、仿生膜材和人工肺等。 (6)智能纺织品 智能纺织品是传统的纺织服装技术与材料科学、结构机理、传感技术和先进的加工工艺、通讯技术、人工智能、生物技术的有机结合。主要产品有信息服装、数字服装、智能文胸、保健服装、灭蚊服装、情感服装、军用帐篷、还有自动清洁织物和自动修补织物等。,2.2 智能高分子材料研究内容,(7)智能橡塑材料 智能橡塑材料是指具有智能化的橡胶和塑料，主要用作热收缩管和自增强体系。智能化的橡胶制品有智能鞋、高吸水性树脂和智能防水材料、智能轮胎、智能安全气囊。智能化塑料制品报道最多的是智能塑料线。 (8)生物材料的仿生化、智能化 科技的发展使得生物医用材料得到了极大的发展，目前生物材料的仿生化、智能化成为其重要的发展方向。生命从本质上讲源于聚合物，而生物大分子的特征是它们通-断或至少高度非线性地响应环境刺激。生物大分子的非线性响应源于高度协同的相互作用。模拟生物大分子的协同相互作用，可赋予合成高分子材料智能性。,2.2 智能高分子材料研究内容,2.3 智能高分子材料的潜在用途,3 智能高分子材料的应用与发展,日本松下公司制成的智能电冰箱装有各种传感器的微芯片，能识别、存储、记忆各种商品的电子标签和条形码提供的信息，如生产日期，保质期和数量等。,美国科学家研制成功的一种智能手杖，能帮助盲人避开障碍物。手杖附有超音波感应器，可与使用者背的袋子内装的导航系统合作。袋子的肩带上会有一个喇叭，当路上出现障碍时它会警告使用者并告诉他该走哪里。而听障者则可戴上一个特别的手套，会对不同的手指发出振动，藉以提供方向指引。,3 智能高分子材料的应用与发展,德国研制成功的智能手枪，手枪中内置了电子芯片，它需要跟一个手表搭配使用，而手表需要输入PIN密码才能启动。当带着密码的手表靠近手枪，枪柄上的灯变绿时，就可以开枪射击。如果枪支开堂，手柄的灯就一直为红。没有手表，手柄的上灯就不会变绿，手枪也就会“失效”。,3 智能高分子材料的应用与发展,智能电话不用拨号，只需报出对方电话号码或姓名就能接通，以及能为使用不同语言的通话者担任 “翻译”。,3 智能高分子材料的应用与发展,日本推出Hitoe纳米纤维材质的智能服装。织物采用Toray开发的涂有传感材料的纳米纤维，通过黏在上面的贴片来检测穿着者的血压、心率，并且能无缝将数据传输到手机上。,3 智能高分子材料的应用与发展,美国研制的新型智能防护衣，它在被划破之后，会自动发出报警信号，可以更好地保障在放射性、有毒环境中工作人员的安全。,3 智能高分子材料的应用与发展,智能战衣编织进了光纤网络和导电聚合物网络，并有监察士兵身体状况的微型测量系统，在肚脐位置有拾音器，腰部有微型无线电收发芯片。当士兵受伤时，伤处的光纤和导电纤维被切断，显示出受伤部位，拾音器则分析受打击声音信号，判断是刀伤还是枪伤。这些信息传到救护中心后，医护人员向智能内衣发出询问信号，内衣利用光纤网络测量流出血液的光谱，探知血中含氧量，诊断是否心脏或动脉出血，通过压力传感器，还可判明伤员是否出血，这样，当救护人员接到伤员时，无需再详细检查，便 可直接有目的地展开抢救。,3 智能高分子材料的应用与发展,美国科学家将对眼睛友好的透明材料同微电子结合在一起，研制出了一种新式智能隐形眼镜，该眼镜可监测罹患糖尿病的佩戴者血糖浓度。,3 智能高分子材料的应用与发展,新加坡研究人员发明一款智能玻璃窗，它是将一种透明导电薄膜夹在两层玻璃之间，通电后导电薄膜发挥作用。阳光强时呈蓝色，20%光线通过，95%的热辐射被反射回去；光线弱时，100%光线通过。用这种玻璃制作的窗户在白天可以转变成蓝色，减少透光程度，在晚上则可以恢复透明状态。,3 智能高分子材料的应用与发展,智能材料将使飞机形状大为改观，未来飞机将会有 “自动适应”的翼面。这种智能外壳将使机翼能在飞行中自动改变形状。这种 “自动适应”的智能翼面将改变传统机翼一成不变、缺乏灵活的结构，使未来的飞机向能够进行各种机动灵活动作的理想目标迈进。这种靠智能材料全副武装的飞机将更像鸟类，能灵活自如地在蓝天上自动飞翔。,3 智能高分子材料的应用与发展,4.1 凝胶,从高分子化学的角度：体型缩聚反应进行到一定程度，反应体系的粘度突然增加，并且出现具有弹性的凝胶，这种现象称作凝胶化，此时，体系中包含两部分，一部分是凝胶，是巨型网络结构，不溶于一切溶剂；另一部分是溶胶，其分子量较小，被笼罩在凝胶的网络结构中。,从物理化学的角度：凝胶是一种特殊的分散体系，其中胶体颗粒或高聚物分子互相联结，形成网状结构，在网状结构的空隙中充满了液体（在干凝胶中的分散介质也可以是气体）。 凝胶是由三维网络结构的高分子和充塞在高分子链段间隙中的介质构成，介质可以是气体，但一般情况下为液体，因此可以将凝胶看作是高分子三维网络包含了液体（溶剂）的膨润体。,海参有一个特性：如果有谁用手去碰一下它柔软的身体，它就会一下变得象木头一样坚硬，但如果将它在手中紧捏一会，它就会慢慢地溶变成滑溜溜的液体从你手中逃走。,4.2 凝胶的性质,（1）触变性：物理凝胶受外力作用，网状结构被破坏而变成流体，外部作用停止后，又恢复成半固体凝胶结构，这种凝胶与溶胶相互转化的过程，称为触变性。,（2）溶胀性：指凝胶吸收流体后自身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性。 （3）脱水收缩性：溶胀的凝胶在低蒸气压下保存，流体缓慢地自动从凝胶中分离出来的现象。 （4）透过性：凝胶与流体性质相似，可以作为扩散介质。,4.3 凝胶的分类,根据交联方式的不同凝胶可以分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶通过氢键、库仑力、配位键以及物理缠结形成网络结构。化学凝胶通过共价键形成交联。 根据来源可分为天然凝胶和合成凝胶两大类。天然凝胶由生物体制备，例如琼脂、魔芋、肌肉、蛋白质；合成凝胶是通过人工合成的交联的高分子，例如隐形眼镜、高吸水性树脂、芳香剂等。 根据凝胶尺寸可分为微凝胶和宏观凝胶。 依据介质是液体还是气体可分为凝胶和干凝胶（气凝胶），液体又分为水和有机溶剂两类。以水为介质的凝胶称作水凝胶，以有机溶剂为介质的凝胶称作有机凝胶。,4.4 凝胶的制备方法,Advanced Drug Delivery Reviews 64 (2012) 1823,4.4.1 化学凝胶的制备方法-聚合同时交联法,4.4.2 化学凝胶的制备方法-先聚合后交联法,高分子链化学结构和相应交联剂,化学凝胶的制备方法图示,Advanced Drug Delivery Reviews 64 (2012) 1823,动态化学键水凝胶-亚胺键,Biomacromolecules 2011, 12, 2894 2901,动态化学键水凝胶-DA反应,Macromol. Rapid Commun. 2013, 34, 14641470,动态化学键水凝胶-酰腙键,Macromolecules 2010, 43, 11911194,Macromolecules 2010, 43, 11911194,互穿网络型水凝胶 ( interpenetrating polymer network, IPN),由两种或两种以上聚合物通过网络互穿缠结而形成的一类独特的聚合物。 IPN特有的强迫作用能使两种性能差异很大或具有不同功能的聚合物形成稳定的结合，从而实现组分之间性能的互补。同时IPN的特殊细胞状结构、界面互穿、双相连续等结构形态特征，又使得它们在性能或功能上产生特殊的协同作用，防止相分离，并极大地提高了水凝胶的机械强度，并可以提高它的响应性。,AMPS（丙烯酞胺）聚合形成交联的pAMPS第一网络，然后在AAm（丙烯酸）溶液里溶胀后通过二次聚合形成线性的pAAm第二网络。,4.5 物理凝胶的制备方法,（1）由氢键形成的交联-反复的冷冻-解冻法 （2）通过静电作用交联 （3）通过配位键交联 （4）通过范德华力形成的交联 （5）其他的交联 其他的交联还有通过分子间缠结、异常黏性形成的凝胶和由本体聚合引起的高分子互穿网络（IPN）等。,hydrogel based on hydrogen bond,Polymer 47 (2006) 15261532,The semi-IPN hydrogel had excellent pH-sensitivity in the range of pH from 2.25 to 4.00.,hydrogel based on hydrogen bond,Polymer 47 (2006) 15261532,Inclusion Complexation hydrogel,J. Phys. Chem. B 2006, 110, 12225-12229,J. Phys. Chem. B 2006, 110, 12225-12229,Inclusion Complexation hydrogel,Oligomeric electrolyte hydrogel,J. AM. CHEM. SOC. 2007, 129, 11039 - 11041,静电相互作用交联水凝胶,5.1 智能高分子凝胶,智能高分子凝胶是指凝胶的体积、结构和粘弹性等性质随外界条件如温度、溶剂组成、pH值、电场、磁场、光等的变化产生可逆的、不连续（或连续）变化的高分子凝胶。这些凝胶可以通过改变外界条件来影响其溶胀、伸缩和粘弹性能，从而使凝胶对外界刺激产生灵敏的响应，表现出智能。 智能高分子凝胶因为其独特的性质已经发展成为一种重要的功能材料。对于智能高分子凝胶的研究和应用正在蓬勃发展。在诸多智能高分子凝胶中研究得最多的是温度敏感性凝胶、pH敏感性凝胶和电场敏感性凝胶。,5.2 智能高分子凝胶分类,单一响应 智能凝胶,多重响应 智能凝胶,温敏性凝胶 pH敏感性凝胶 电场敏感性凝胶 光敏感性凝胶 压敏凝胶 磁场敏感性凝胶,温度、pH值敏感凝胶 热、光敏感凝胶 pH值、光敏感凝胶 磁性、热敏凝胶等,智能凝胶,DDT Vol. 7, No. 10 May 2002,5.2.1 温度敏感性凝胶,温度敏感性凝胶对温度的响应机理主要是在不同的温度下，凝胶显示出对溶剂不同的亲和性，从而导致凝胶在某个温度下产生体积相变或者凝胶-溶胶转变。即当周围环境温度发生变化时，凝胶自身的性质随之改变。 目前研究较多的是随温度变化而发生体积相转变的凝胶。,European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 58 (2004) 409426,当环境温度发生微小变化时，凝胶体积会随之发生数倍或数十倍的变化，当达到并超过某临界区域时，甚至会发生不连续的突跃性变化，即所谓体积相转变。这种凝胶具有一定比例的疏水和亲水基团，温度的变化可影响这些基团的疏水作用以及大分子链间的氢键作用，从而使凝胶结构改变，发生体积相变。我们将该温度称为相变温度。体积发生变化的临界转化温度称为低温临界溶解温度（LCST）。,体积相转变温敏凝胶,对温度变化的响应有两种类型：一种是在温度低于 LCST时呈收缩状态，当温度升高超过LCST时则处于膨胀状态，这种温敏凝胶被称为热胀温敏凝胶。另一种与之相反，在温度高于LCST时呈收缩状态，被称为热缩温敏凝胶。,热胀温敏凝胶,p(AAm-co-DMAAM)与pAAc的互穿网络凝胶形成热胀温敏水凝胶。,Macromolecules, 1994, 27 (4), pp 947952,具有高温溶胀、低温收缩的温度响应行为。温度响应与凝胶网络中氢键的形成和离解有关，温度升高，氢键断裂使凝胶网络疏松，凝胶溶胀；温度下降，氢键再次形成，凝胶收缩。,Macromolecules, 1994, 27 (4), pp 947952,热缩温敏凝胶,(1)非离子型热缩温敏凝胶,(2)离子型热缩温敏水凝胶,热缩温敏凝胶大致分为两类：,非离子型热缩温敏凝胶,聚异丙基丙烯酰胺（pNIPAM）水凝胶是最典型的非离子型热缩温敏凝胶。它能响应温度变化而发生形变，呈现低临界溶解温度(LCST)和温度依赖特性，它低于32 时在水溶液中溶胀，分子链呈扩展构象；而在32 以上凝胶发生急剧的脱水合作用，由于疏水基团的相互吸引作用，链构象收缩而呈现脱溶胀现象。,J Mater Sci (2015) 50:49144925,离子型热缩温敏凝胶,阴离子型热缩温敏水凝胶：常见的是将含阴离子的单体与NIPAM共聚合成水凝胶。 NIPAM与丙烯酸钠的交联共聚体是比较典型的例子。 阳离子型热缩温敏水凝胶：例如用甲基丙烯酸 (2-二乙氨基)乙酯与NIPAM共聚制得的热缩温敏水凝胶、含有乙烯基吡啶盐的阳离子温敏水凝胶 两性热缩温敏水凝胶:共聚单体由含阴阳两种离子单体组成。例如：由 NIPAM、乙烯基苯磺酸钠及甲基丙烯酰基三甲基氯化铵共聚制得的水凝胶,Reactive & Functional Polymers 67 (2007) 844858,NIPAM与丙烯酸钠的交联水凝胶,热缩型水凝胶溶胀率随温度变化,5.2.2 pH敏感性凝胶,pH敏感性凝胶一般是聚电解质凝胶，其分子中的基团随环境pH的变化显示出不同的解离程度，从而显示出不同的亲水性能，凝胶也就表现出溶胀和收缩。由于pH敏感性凝胶对外界pH变化的特殊响应，使该类凝胶在很多领域都有研究和应用。pH敏感性凝胶的应用研究主要集中在药物传递和控释，膜分离和水净化，传感器等领域。,pH敏感性凝胶中一般含有羟基或胺基，如：聚丙烯酸 (PAA), 聚甲基丙烯酸 , 二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯等。,DDT Vol. 7, No. 10 May 2002,Chem. Commun., 2011, 47 , 74977499,pH敏感性凝胶溶胀度对pH变化的响应,5.2.3 电场敏感性凝胶,电场敏感水凝胶是一类在电刺激下可以溶胀、收缩或弯曲的智能性水凝胶, 其主要特点是可以将电能转化为机械能. 电场敏感水凝胶一般由聚电解质构成, 其响应性是由于溶液中自由离子在直流电场下的定向移动, 从而造成凝胶内外离子浓度不均匀, 产生渗透压变化而引起凝胶变形. 将这种水凝胶置于电解质溶液中, 在电场刺激下, 凝胶会发生体积或形状变化, 实现由电能到机械能的转化, 因此可以将其作为能量转换装置应用于机器人、传感器、可控药物释放和人工肌肉等领域.,66,水凝胶在电场下弯曲,聚（ 2-丙烯酰胺-2-异丁基磺酸）（PAMPS）,人工爬虫(gel looper),药物传递,软骨素硫酸盐凝胶中胰岛素在电场刺激下的释放情况,电场敏感性凝胶作为仿生制动器主要是运用了其在电场作用下的变形作用。研究人员用电场敏感性凝胶制作了机器手，凝胶鱼，凝胶爬虫等多种仿生制动器。 右图显示的是Tohru Shiga等研究制作的用PVA-PAA做成的凝胶机器手，它可以在10mmol/L的Na2CO3水溶液中，通过电信号使凝胶触指弯曲，可不损伤地抓起10g重的鹌鹑蛋，加相反的电压，则触指张开，放下蛋。,仿生制动器,凝胶鱼,Mihoko Otake等人所设计的海星形凝胶机器人在特定设计的电极组合中的翻转运动。,凝胶海星,COO-,COO -,COO -,COO - -,+Ca2+,Ca 2+,Artificial Muscle,Relaxed Contracted,Na+,Na+,2Na+,CH2CH n COONa,人工肌肉,5.2.4 光敏感性凝胶,光敏感性凝胶是近年来光感应高分子材料中的又一新兴分支,是一类在光作用下能迅速发生化学或物理变化而作出响应的智能型高分子材料。 光敏感性高分子凝胶是由于光辐射(光刺激)而发生体积相转变。如在紫外光辐射时,凝胶网络中的光敏感基团发生光异构化、光解离,因基团构象和偶极距的变化可使凝胶发生溶胀。,光敏感性凝胶的最大特点是响应过程具有可逆性,离开光的作用凝胶会恢复到原来的状态。,（1）将感光性化合物添加入高分子凝胶中,凝胶材料中含有感光性物质,感光物质吸收光能后导致材料温度、电场等环境因素发生改变,进而对某一环境因素作出响应性。常用的感光性化合物有叶绿酸、重铬酸盐类、芳香族叠氮化合物与重氮化合物、芳香族硝基化合物和有机卤素化合物等。,（2）在高分子的主链或侧链引入感光基团,凝胶分子链上含有感光基团后,感光基团一旦吸收了光,在相应波长光能作用下就会引起电子跃迁而成为激发态。处于激发态的分子通过分子内或分子间的能量转移发生异构化作用,引起分子构型的变化,促使材料内部发生某些物理或化学性质的改变,进而产生一定的响应性。感光基团有：光二聚型感光基团(如肉桂酸醋基)、重氮或叠氮感光基团(如邻偶氮醒磺酸基)、丙烯酸醋基团以及其他具有特种功能的感光基团(如具有光色性、光催化性和光导电性基团等),光敏感性水凝胶用于细胞培养,细胞,光照,高分子,高分子网络,普通媒介,水凝胶,聚合,5.2.5 压敏性凝胶,压敏性凝胶也称为触变胶，可看作是凝胶和溶胶的等温互变体系。其特点是：在不施加剪切或压力作用时呈现凝胶态，不能流动；当施加剪切或用压力挤压时凝胶就变成可以流动的液体。 一般压力敏感性凝胶网络间没有化学键存在，只存在物理交联作用。常用的制备方法有反复冷冻解冻法等。 压力敏感性凝胶在航空航天领域有重要应用，例如金属化凝胶燃料和金属化凝胶推进剂。,5.2.6 磁场敏感性凝胶,凝胶的磁场响应是指凝胶的溶胀和收缩随磁场的变化而变化。 美国 MIT 研究组将铁磁体种植在凝胶内，当施加磁场时铁磁体发热，使周围凝胶温度升高诱发溶胀或收缩。去除磁场后，凝胶冷却，恢复至原来的尺寸。进一步将毫米到微米级凝胶珠分散在磁流体中，此时凝胶珠所占溶液体积分数甚小，溶液黏度主要取决于周围的磁流体，当这些微珠体溶胀时，它们所占的溶液体积分数增大，使整个溶液黏度增大。 此类流体借磁场激发可用于遥控离合器，振动阻尼器及模型系统。,Langmuir, Vol. 22, No. 14, 2006,6 智能高分子凝胶的应用-环境工程,污泥脱水聚乙烯基甲基醚(PVME)凝胶海绵吸收污泥中的水分，污泥脱水后得到浓缩，分离再生吸水溶胀的凝胶可循环利用。,西班牙巴塞罗那“建筑师团队设计出一种“出汗墙”，建材陶瓷层中所含的水凝胶颗粒能在周围空气升温时吸收水分，然后“出汗”。水分蒸发就会降低建筑物内部的温度，最高可降温摄氏度，从而起到空调的作用。,6 智能高分子凝胶的应用-凝胶出汗墙,6 智能高分子凝胶的应用-透明大脑,斯坦福大学研究团队使用一种果冻状的水凝胶替换掉大脑中不透明的组织。水凝胶分子慢慢渗透入大脑，并将原本细