高密纠缠水凝胶制备：典型成分前体及低剂量使用

本研究探索了利用典型成分的前体，并以异常低的水、交联剂和引发剂量，实现水凝胶中高密纠缠的方法。拥挤的单体会导致聚合物拥挤，进而呈现高密纠缠特性。

实验中，我们使用 N-异丙基丙烯酰胺 (分子量 113.16) 作为单体，苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰次膦酸锂 (分子量 294.21) 作为引发剂，聚乙二醇二丙烯酸酯 (分子量 575) 作为交联剂。为了研究不同比例的影响，我们定义了水与单体的摩尔比为 W，交联剂与单体的摩尔比为 C，引发剂与单体的摩尔比为 I。

在实验中，当 W = 2，C = 0.00001，I = 0.000004 时，使用 10g 的单体。为了确保准确的比例，我们需要计算出其他成分的重量。

根据给定的摩尔比，我们可以计算出各个成分的摩尔量。

单体的摩尔量 = 单体质量 / 单体的摩尔质量 = 10g / 113.16g/mol ≈ 0.0884 mol

水的摩尔量 = 单体的摩尔量 × 摩尔比W = 0.0884 mol × 2 = 0.1768 mol

交联剂的摩尔量 = 单体的摩尔量 × 摩尔比C = 0.0884 mol × 0.00001 = 0.000884 mol

引发剂的摩尔量 = 单体的摩尔量 × 摩尔比I = 0.0884 mol × 0.000004 = 3.536 × 10^-7 mol

根据化学方程式，水和单体的摩尔比为 1:1，交联剂和单体的摩尔比为 1:1，引发剂和单体的摩尔比为 1:1。因此，水和单体的摩尔量相同，交联剂和引发剂的摩尔量也相同。所以：

水的摩尔量 = 0.1768 mol

交联剂的摩尔量 = 0.000884 mol

引发剂的摩尔量 = 3.536 × 10^-7 mol

水的质量 = 水的摩尔量 × 水的摩尔质量 = 0.1768 mol × 18.015 g/mol ≈ 3.18 g

交联剂的质量 = 交联剂的摩尔量 × 交联剂的摩尔质量 = 0.000884 mol × 575 g/mol ≈ 0.507 g

引发剂的质量 = 引发剂的摩尔量 × 引发剂的摩尔质量 = 3.536 × 10^-7 mol × 294.21 g/mol ≈ 0.000104 g

所以除了单体的 10g 外，还需要添加约 3.18g 的水、0.507g 的交联剂和 0.000104g 的引发剂。