凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶（Hydrogel）。水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。由于存在交联网络，水凝胶可以溶胀和保有大量的水，水的吸收量与交联度密切相关。交联度越高，吸水量越低。这一特性很像一种软组织。

水凝胶中的水含量可以低到百分之几，也可以高达99%。凝胶的聚集态既非完全的固体也非完全的液体。固体的行为是一定条件下可维持一定的形状与体积，液体行为是溶质可以从水凝胶中扩散或渗透。

“水凝胶”一词在文献中首次出现是在年。最初，对水凝胶的研究主要集中在这种相对简单的化学交联聚合物网络上，以研究其基本特征，例如溶胀/溶胀动力学和平衡，溶质扩散，体积相变和滑动摩擦，以及研究此类应用。

随着水凝胶研究的不断发展，其重点已从简单的网络转移到“响应”网络。在这一阶段，已经开发出各种能够响应诸如pH，温度以及电场和磁场的环境条件变化的水凝胶。提出了响应电场和磁场的水凝胶致动器。

随着近年来科技的进步，水凝胶的机械性能得到了突破性的改进。这一成功导致了水凝胶的许多跨学科研究。

今年，有俄罗斯圣光机大学的研究人员在《ACSAppliedMaterialsInterfaces》上发表了名为“SoftHydrogelActuatorforFastMachine-Learning-AssistedBacteriaDetection”的文章，提出了一种用于机器学习快速细菌检测的软水凝胶致动器电化学平台。

该平台基于软水凝胶/共晶镓?铟合金界面进行复杂媒介中的嗜热链球菌和凝结芽孢杆菌的检测。细菌是易损的、环境敏感的微生物，需要特定的环境来保证它们在生化检测中的生命周期。机器学习与自动化生物分析平台使用水凝胶基的制动器来对具有生物活性的分析物进行快速检测，该平台可以将传统3天的检测时间缩短为15分钟。

该软水凝胶设备可以保证检测期间细菌的生存能力，然后收集到的伏安特性数据会被采集起来进行机器学习多层感知算法训练。该多层感知算法模型可以检测的培养基中或乳制品中的细菌浓度为至cfu/mL，准确率为94%。

随着科学家们不断的研究，各种各样式水凝胶被开发，不论是新物理化学法，还是多重机构，抑或是多种用途。近年来越来越多的科学家将研究水凝胶兴趣集中在生物医学工程，人造器官、生物检测等方向。这样一种快速而简单的生物检测方法对食品和农业、工业以及生物医学和环境科学是非常有用的。

文献链接:

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkjg/117.html