什么是水凝胶？有什么用？

重复的高分子在一定的条件下相互连接，形成三维的空间网状结构，这些网状结构的空气中充满了液体，这样一种特殊的分散体系就是凝胶，如果分散体系中没有分散介质，仅仅只有许多重复的高分子单元连接在一起，这个内部重复的高分子就叫做聚合物，例如高吸水树脂是聚合物，它吸收膨胀后就变成了水凝胶。

20世纪40年代前人们一直都在使用橡胶，它的应用十分广泛，然后在第2次世界大战期间，美国政府不得不寻找天然橡胶的替代品，因为大部分天然橡胶的产地都位于战火纷飞的太平洋战区，由此化学家们开始研究各种聚合物的性质，最终除了找到了丙烯酸酯合成橡胶的方法以外，各种聚合物也开始应用于人们的生活中，与聚合物很相似的水凝胶也进入了人们的生活，在战争时期人们就开始将水凝胶用于阻燃剂。

20世纪60年代各家各户都开始使用一次性尿布，同时水凝胶也开始被应用到医学领域，从20世纪70年代开始具有特殊性能的水凝胶开始被注意，敏感性水凝胶会根据环境的酸碱。不同体积发生不同程度的溶胀或者收缩，这些特殊的性质导致科学家对水凝胶的兴趣更浓了，关于水凝胶的研究也越来越深入。

水凝胶的一个重要应用领域就是眼科，尤其是应用于隐形眼镜中。隐形眼镜有各种颜色和花纹，可以满足我们的各种需求。水凝胶还是地球上最具生物相容性的材料之一，因为我们的身体很多部分都是由水凝胶组成的，比如说玻璃体肌腱和粘膜，因此水凝胶在临床医学上的应用也非常多，例如水凝胶可以被注射到脊髓中，帮助治疗脊髓损伤，脊髓损伤患者的脊髓组织之间出现断层受到损伤的部位的一些神经还可以存活，如果这个时候在脊髓中植入支架及水可能再次受到伤害，此时使用水凝胶来做支架，就可避免二次伤害。

作为一种高吸水高保水材料，水凝胶被广泛用于多种领域，如：干旱地区的抗旱，在化妆品中的面膜、退热贴、镇痛贴、 农用薄膜、建筑中的结露防止剂、调湿剂、石油化工中的堵水调剂，原油或成品油的脱水，在矿业中的抑尘剂，食品中的保鲜剂、增稠剂，医疗中的药物载体等等。值得注意的是，不同的应用领域应该选用不同的高分子原料，以满足不同的需求。

水凝胶这个名字大家或许不太熟悉，这是专业的科学名词，大家在生活中不会遇到直接遇到这种物质，一般都是以化合物制作的物品出现在人们面前。大家最熟悉的应该是来自小时候的玩具吸水珠，小小一包珠子，就能吸收一大盆水的神奇玩具。

吸水珠里就有水凝胶的存在，水凝胶是一种亲水性极强的三维网状凝胶，水凝胶最大的一个特性就是在水中能迅速溶胀，保存大体积的水而不溶解。这多亏了水凝胶的分子结构中，含有大量的亲水基团和网状分子链。

水凝胶遇水后会电离出钠离子和带负电的聚合物离子，电解出的阴离子则会快速与分子链相连，组成一张巨大的分子网。它能在短时间内束缚住钠离子，化合物内由于钠离子的存在，出现了内外浓度差，就会产生渗透压，促使水分子在短时间内进入网络。这也就是水凝胶能吸水变大上千倍的秘密所在。

当然，这样的状态不可能永远保持，但是由于网络的存在，水凝胶能保持相当长的吸水状态。由于这个特性，很多化工产品中都有水凝胶的应用。恶魔比较熟悉的日用品中，尿不湿、卫生棉等需要吸水的物品都有水凝胶成分。

在工业、农业方面，水凝胶能成为废水处理、油水分离剂等方面，拥有良好的化学性质。最重要的是，科学家发现了水凝胶材料在医学方面的应用。

尤其是在被火烧伤的人员当中，水凝胶可以用于烧伤涂敷物中，防止微生物感染伤口，预防为什么的感染，让伤口加速愈合。加入到消炎药中，能够利用水凝胶缓慢的释放作用，将药物释放到受伤部位。

除此之外，很多方面都有水凝胶的身影，像隐形眼镜、水凝胶炸弹等等。这种神奇的材料已经进入到了人们的生活当中，只是我们找不到而已。

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