[发明专利]一种可编码的单分散自愈合水凝胶微球及其制备方法

权利要求书

1.一种可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：建立微流控微通道网络，该微通道网络有一个分散相入口、一个连续相入口和一个出口；

S2：选择与连续相不相溶的材料制备水凝胶前驱液，称取单体、交联剂、引发剂、编码元素和溶剂混合，通过混匀仪或超声分散机形成均匀液体，得到水凝胶前驱液，即分散相；

S3：将分散相液体和连续相液体分别通过注射器和聚合物软管与各自的入口连接，用注射泵控制分散相和连续相的流速，连续相流速远高于分散相流速，将分散相剪切成小液滴，在出口处得到粒径高度统一的液滴模板；

S4：将制得的液滴模板交联固化，洗涤后得到水凝胶微球。

2.根据权利要求1所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：S2中，所述单体为一对聚合后能够形成超分子作用或者可逆共价键的化合物，所述超分子作用包括弱相互作用的氢键、配位键和亲疏水作用，所述可逆共价键包括温和条件下可逆的亚胺键、硼酯键和酰腙键。

3.根据权利要求2所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：所述单体聚合后能够形成弱相互作用氢键的化合物包括，丙烯酰胺与N-乙烯基吡咯烷酮；所述单体聚合后能够形成弱相互作用配位键的化合物包括，羟基磷灰石与海藻酸钠；所述单体聚合后能够形成弱相互作用亲疏水作用的化合物包括，甲基丙烯酸十二烷基酯与丙烯酰胺；所述单体聚合后能够形成温和条件下可逆的亚胺键的化合物包括，壳聚糖与苯甲醛基修饰的聚乙二醇；所述单体聚合后能够形成温和条件下可逆的硼酯键的化合物包括，聚乙烯醇与丙烯酰胺基苯硼酸；所述单体聚合后能够形成温和条件下可逆的酰腙键的化合物包括，醛基化海藻酸钠与己二酸二酰肼。

4.根据权利要求2所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：S2中，制备水凝胶前驱液的过程中，还加入了改性剂，所说改性剂包括，羧甲基壳聚糖和十二烷基苯磺酸钠。

5.根据权利要求2～4任一所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：S2中，所述交联剂包括亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯，所述引发剂包括光引发剂2959、光引发剂1173和光引发剂184。

6.根据权利要求5所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：S2中，所述编码元素包括场响应编码元素和非场响应编码元素中的一种或者几种，所述场响应编码元素包括电场响应的纳米颗粒和磁场响应的纳米颗粒，所述非场响应编码元素包括色素、量子点、荧光染料和光子晶体。

7.根据权利要求6所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：S2中，所述编码元素选用非场响应编码元素，所述色素包括，甲基橙、罗丹明B和亚甲基蓝，所述量子点包括，硫化镉、碲化镉和硫化铅；所述荧光染料，包括异硫氰酸荧光素、藻红蛋白、多甲藻黄素叶绿素蛋白和碘化丙啶；所述光子晶体包括，二氧化硅、二氧化钛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯；S4中，液滴交联固化的条件为365nm的紫外灯下照射10～30秒。

8.根据权利要求6所述的可编码的单分散自愈合水凝胶微球的制备方法，其特征在于：S2中，所述编码元素选用场响应编码元素或者场响应编码元素与非场响应编码元素混用，所述电场响应的纳米颗粒包括聚甲基丙烯酸甲酯(TiO₂@PMMA)复合核壳颗粒和二氧化硅/镍/二氧化钛(SiO₂/Ni/TiO₂)复合微球；所述磁场响应的纳米颗粒包括二氧化硅包覆四氧化三铁(Fe₃O₄@SiO₂)复合核壳颗粒和聚苯乙烯包覆四氧化三铁(Fe₃O₄@PS)复合核壳颗粒；S4中，液滴交联固化的条件为，在电场或者磁场中，于365nm的紫外灯下照射10～30秒。