本发明属于复合材料制备领域，特别涉及一种电场驱动高效制备水凝胶基复合材料的装置及方法。
背景技术：
1、止血材料的选择对于应对创伤后出血至关重要。传统止血纱布和明胶海绵的形状不可调性使其不适用于形状不规则和不可压缩的出血伤口，而止血粉末则不能在创面形成稳定的结痂，因此急需开发一款新型止血材料以应对创伤出血。细菌纳米纤维素因具有与细胞外基质相似的三维网状结构以及适合伤口愈合的微环境等特点，可被用于制备止血材料。但因其功能单一，凝血效果有限，因此常将细菌纳米纤维素与其他物质复合，以提高细菌纳米纤维素生物功能性。
2、细菌纳米纤维素复合材料复合策略众多但也存在诸多不足，如浸渍吸附法往往复合时间较长且复合不均匀，化学交联法则可能会引入毒性物质等。因此，需要开发一种处理量大、复合时间短的制备方法。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种电场驱动高效制备水凝胶基复合材料的装置及方法，有效解决常规浸渍吸附法复合时间长、处理量小、均匀性不好等问题。
2、本发明提供了一种电场驱动高效制备水凝胶基复合材料的装置，包括反应槽；所述反应槽两侧设有正极端空槽、负极端空槽；所述反应槽中设有若干垂直放置的夹板；所述直流电源通过正极电级棒连接所述正极端空槽，通过负极端电极棒连接所述负极端空槽；盖板置于所述反应槽上方。
3、优选的，所述水凝胶为亲水性、水溶性或水溶胀性的天然高分子、合成高分子或天然高分子和合成高分子杂化通过交联形成三维网络结构的聚合物材料，或者为无机材料水凝胶，或者为无机材料与有机材料掺杂的水凝胶。
4、优选的，所述天然高分子为多糖类高分子、多肽类高分子、核酸类水凝胶中的一种或几种；所述合成高分子为醇、丙烯酸或其衍生物的聚合物类高分子、硅胶、亲水性有机玻璃中的一种或几种。
5、最优选的，所述水凝胶为细菌纳米纤维素膜。
6、优选的，所述夹板与所述正极端空槽、负极端空槽的侧壁连通或不连通。
7、优选的，所述夹板可拆卸。
8、优选的，所述夹板为扣合型、螺丝型或扣夹型。
9、优选的，所述反应槽还设有冷却装置，所述冷却装置为盘管冷却、夹套冷却或夹板冷却。
10、本发明还提供了一种电场驱动高效制备水凝胶基复合材料的方法，包括如下步骤：
11、采用上述装置，将水凝胶置于导电溶液中浸没，然后将水凝胶裁剪成夹板的尺寸垂直放置于夹板中，再将导电溶液或带电荷颗粒溶液注入反应槽两侧的正极端空槽和负极端空槽中，盖上盖板，打开直流电源在电场驱动下制备水凝胶基复合材料。
12、优选的，所述导电溶液为醋酸-醋酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲溶液pbs、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中的一种或几种。
13、优选的，所述带电荷颗粒为聚电解质、聚乙烯亚胺盐酸盐、聚乙烯吡啶、聚乙烯胺、壳聚糖或其衍生物、蛋白质、胶原、明胶、多肽、聚氨基酸、核苷酸、dna、rna、羧酸吡啶共聚体、羧甲基壳聚糖、透明质酸、聚丙烯酸钠中的一种或几种。
14、优选的，所述带电荷颗粒根据带电性注入与之相同的电极端空槽。
15、优选的，所述带电荷颗粒为多组分时，将带相同电性的电荷颗粒混合注入与之相同的电极端空槽。
16、进一步的，需制备细菌纳米纤维素气凝胶和海绵时，采用传统冻干技术和工艺即可得到。
17、有益效果
18、(1)本发明同常规的浸渍吸附法相比，拥有复合时间短、处理量大、均匀性好等优势。
19、(2)本发明同水平方向电场驱动复合材料相比，拥有材料接触面大、负载量大、工业化前景好等优势。
20、(3)本发明的装置和制备方法可以用于各种水凝胶基质的材料复合，拥有普遍适用性，同时因其独特的竖直方向处理方式，可一次处理多个材料，处理量大，且可根据处理量的大小任意增减装置中的夹板，操作简便，工业生产前景广阔。
1.一种电场驱动高效制备水凝胶基复合材料的装置，其特征在于：包括反应槽(7)；所述反应槽(7)两侧设有正极端空槽(5)、负极端空槽(6)；所述反应槽(7)中设有若干垂直放置的夹板(4)；所述直流电源(1)通过正极端电级棒(2)连接所述正极端空槽(5)，通过负极端电极棒(3)连接所述负极端空槽(6)；盖板(8)置于所述反应槽(7)上方。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水凝胶为亲水性、水溶性或水溶胀性的天然高分子、合成高分子或天然高分子和合成高分子杂化通过交联形成三维网络结构的聚合物材料，或者为无机材料水凝胶，或者为无机材料与有机材料掺杂的水凝胶。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述天然高分子为多糖类高分子、多肽类高分子、核酸类水凝胶中的一种或几种；所述合成高分子为醇、丙烯酸或其衍生物的聚合物类高分子、硅胶、亲水性有机玻璃中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水凝胶为细菌纳米纤维素膜。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述夹板(4)与所述正极端空槽(5)、负极端空槽(6)的侧壁连通或不连通。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述夹板(4)可拆卸。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述夹板(4)为扣合型、螺丝型或扣夹型。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反应槽(7)还设有冷却装置，所述冷却装置为盘管冷却、夹套冷却或夹板冷却。
9.一种电场驱动高效制备水凝胶基复合材料的方法，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述导电溶液为醋酸-醋酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲溶液pbs、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中的一种或几种。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述带电荷颗粒为聚电解质、聚乙烯亚胺盐酸盐、聚乙烯吡啶、聚乙烯胺、壳聚糖或其衍生物、蛋白质、胶原、明胶、多肽、聚氨基酸、核苷酸、dna、rna、羧酸吡啶共聚体、羧甲基壳聚糖、透明质酸、聚丙烯酸钠中的一种或几种。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述带电荷颗粒根据带电性注入与之相同的电极端空槽。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述带电荷颗粒为多组分时，将带相同电性的电荷颗粒混合注入与之相同的电极端空槽。
