自然界中存在著很多種天然水凝膠，受它們的性能啟發，科學傢們研發出瞭各類智能水凝膠，稱之為“萬能創可貼”。

水凝膠材料到底是什麼？其實在我們身邊有很多水凝膠傢族成員，比如果凍、隱形眼鏡、退熱貼等。智能水凝膠則是一種具有三維網絡結構的高分子聚合物材料，能快速感知環境的變化，並做出反應，是溶液態與凝膠態之間的轉變，包括溫敏水凝膠、pH響應性水凝膠、光響應水凝膠等。

智能水凝膠的敏感響應特性，使其廣泛應用在醫學生物工程、環境、油田化學等多個領域。

在醫學生物領域，智能水凝膠發揮著重要作用。智能創傷敷藥具有良好的生物相容性及離子傳送能力，常被用來作為藥物輸送載體、醫用敷料，因其良好的親水性、穩定的多孔結構和良好的流動性，便於輸送藥物，用它治療特定部位的疾病，比普通藥物更具有針對性。

在人體溫度37℃環境下，利用溫度敏感性的水凝膠包裹特效藥物，水凝膠將控制藥物在創口釋放，達到對癥下藥的目的；用做傷口敷料的溫敏水凝膠在37℃左右會發生凝膠化，促進細胞的增殖，促進愈合，保持傷口的濕潤性，防止留疤。pH響應性水凝膠常被用來作為向胃腸道釋放蛋白和多肽類藥物的載體，從而實現靶向給藥的目的。

在環境建築領域，智能水凝膠的研究備受矚目。因為水凝膠的特性，可以實現對金屬離子的吸附，常用來處理工業廢水、染料廢水等，吸收自身體積數百上千倍的水，具有良好的保水能力，可用於農業灌溉、土壤保濕、農藥緩釋劑。溫敏水凝膠可改善混凝土的抗凍融性能、機械性能、抗開裂性能，使建築材料更加堅固。碳鋼腐蝕防護通常是采用有機塗層，存在長期防護性差的問題，而智能水凝膠作為智能塗層材料，在碳鋼材料腐蝕後pH值、電場強度等發生變化後，可表現出良好的自修復防腐性能，避免腐蝕性離子滲透至基體表面或內部。

在油田化學領域，智能水凝膠的開發應用尤為關鍵。油氣田資源的長期水驅開發，現有的聚合物等常規調剖劑很難滿足高溫高壓地層的施工要求，在油氣藏中無法真正發揮深度調剖的作用，而智能水凝膠則具有響應性、高穩定性和可控性等特征，以及成本低廉、環境友好、強度高及良好的運移特性等優點。比如，溫度敏感水凝膠可實現在油藏開發作業中的智能可控，主要表現在達到特殊油藏溫度後，聚合物凝膠會發生相互作用從而發生體積膨脹或者相態轉變，滿足油氣田開發的要求。

傳統水凝膠在各領域有瞭很大的發展，然而還是存在一些缺點，比如成本較高、生物相容性欠佳，尤其性能單一，因此應用領域受限。相信不久的未來，這類智能材料將會得到飛速的發展，並改變我們的生活。

（作者系中國科協培訓和人才服務中心工程師）