[发明专利]1,3-β-D-葡聚糖物理凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及1,3‑β‑D‑葡聚糖物理凝胶及其制备方法与应用。首先采用在非水溶剂的第一溶剂中经过冻融法制备得到物理凝胶，然后采用溶剂置换法得到其它类型的一系列物理凝胶。若使用有机溶剂制备冻融有机凝胶，将该凝胶中的有机溶剂置换为第二溶剂或水，可分别得到新的有机凝胶和水凝胶；若使用离子液体制备冻融离子液体凝胶，将该凝胶中的离子液体置换为第二溶剂或水，可分别得到新的有机凝胶和水凝胶；进而将上述凝胶经过干燥则可得到气凝胶；该气凝胶碳化后可得到碳气凝胶；将水凝胶或者气凝胶经热压处理还可制备得到生物塑料。上述物理凝胶系列材料可以低成本、方便地实现规模化生产，在食品、医药、化妆品、医美、能源、环境等领域有着积极的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及1,3-β-D-葡聚糖物理凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

高分子凝胶是一种由高分子链组成的三维立体网络结构，能够吸收并保持自 身重量几十到几百倍的溶剂，是一种用途十分广泛的功能性软物质材料。很多多糖 都具有形成凝胶的能力，例如琼脂、魔芋胶、结冷胶、可得然胶等。研究表明，多 糖形成的凝胶具有良好的生物相容性、可降解性和环境友好性，还能够较长时间地 维持固定在凝胶中的生物分子的活性。因此，多糖凝胶在药物控释、组织工程、医 疗美容、人工智能材料等方面具有应用前景。将多糖凝胶去除溶剂后可得到多糖气 凝胶。这种气凝胶是具有高通透性的多孔材料，密度虽然很低，但却具有很高的力 学性能和隔热性能，因而在绝热保温方面有着广泛的应用价值。将气凝胶高温碳化 后还可制得碳气凝胶。这种碳气凝胶具有极低的密度、相互贯通的网络结构、高比 表面积、高导电等优异物理性能，在可再生能源转化和环境科学领域有着重要应用。

按交联类型可以将高分子凝胶分为化学凝胶和物理凝胶。化学凝胶是将一些 功能基团通过共价交联的方式形成；物理凝胶是在分子间相互作用下，如范德华力、 氢键作用、疏水缔合、静电作用等作用下导致分子自聚集，形成物理交联区从而形 成的凝胶。与物理凝胶相比，化学凝胶虽然韧性好、强度高并且负载能力大，但是 由于采用了化学交联剂，因而存在潜在的细胞毒性。有别于化学凝胶，上述几种物 理凝胶的形成完全避免了有潜在细胞毒性交联剂的使用，体系中也无副产物产生， 且制备条件绿色、温和，在低浓度下形成的凝胶即可达到相对较高的力学性能。作 为生物材料，这类物理凝胶更能体现和发挥多糖良好生物相容性的特点和优势。