CN111647186B - 一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法 - Google Patents

一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及导电水凝胶的制备领域，具体是一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法。在本发明中，以液态金属为导电填料，并采用海藻酸钠与生物相容性好的作为柔性网络骨架的交联壳聚糖季铵盐进行协同响应构建导电高分子水凝胶，采用热凝胶成型得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。其中采用环氧氯丙烷化学交联，丙三醇物理交联，即采用物理化学交联技术有机结合的方法得到作为水凝胶的柔性网络骨架的交联壳聚糖季铵盐。本发明制备工艺简便，成本低廉，制得水凝胶薄膜还具有自愈合与应变传感性能，也为抗菌、自粘附、可拉伸、高灵敏的应变传感导电水凝胶的构建提供了新思路。

Description

一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及导电水凝胶的制备领域，具体是一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，该水凝胶薄膜具有自愈合和应变传感性能。
背景技术
水凝胶是一类具有亲水性的三维网状交联结构的高分子材料，自然界本身就存在着水凝胶，现阶段人们也可以通过化学方法合成水凝胶。水凝胶因其具备优异的吸水性、良好的力学强度和自愈合性，成为了很多领域的研究热点。交联壳聚糖季铵盐正是这样一种新型高分子材料，它由壳聚糖交联制备而成，一般采用化学交联法制备，与一般合成材料相比，具有低毒性、易降解性、良好的生物相容性和抗菌性等特点，被誉为低成本的环境友好型材料，在医药、化工等众多领域中有着广阔的应用前景。
液态金属是一种不定型可流动的金属，可看作由正离子流体和自由电子气组合的混合物。镓基液态金属合金如共晶镓铟和镓铟锡低共熔合金是主要的室温液态金属合金，它们具有低熔点、高导电性、高导热、低粘度、可忽略的低毒性等优异性质，暴露于空气中能自发形成保护性氧化膜，该层氧化物薄膜不仅使液态金属具有成型性，又能使其对非金属材料具有良好的润湿性。而且液态金属在可拉伸电极、柔性机器人、人工肌肉以及可穿戴智能电子设备等新领域中具有非常可观的应用前景。
作为一种新型的功能材料，导电水凝胶已经引起了广泛的关注。虽然导电水凝胶已广泛应用于软传感器、可穿戴电子设备、电子皮肤等领域，但也存在灵敏度低、可扩展性差、稳定性差等缺陷。导电水凝胶的结构设计是一个重点。其中，导电填料的选择至关重要，主要的导电填料有导电聚合物、离子液体和导电纳米材料，但这些导电填料存在的缺陷可能是生物相容性差、电导率低或者与水凝胶的机械不匹配性高。水凝胶材料的选择也至关重要。因此通过在水凝胶材料中引入性能优异的导电填料并与凝胶网络协同响应是构建导电高分子水凝胶，从而获得可拉伸高灵敏水凝胶应变传感器的一种新技术途径。在此我们选用电导率更高、生物相容性好、可流动的液态金属；在导电的前提下水凝胶材料也应具有一定的抑菌、自修复、可降解、光学透明等性能，本发明采用的交联壳聚糖季铵盐正是这样一种优异的水凝胶骨架材料。因此，本发明对液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备及应变传感性能研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，为构建导电高分子水凝胶，从而获得可拉伸高灵敏水凝胶应变传感器等领域提供了一种技术。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备交联壳聚糖季铵盐混合液
将氢氧化钠溶液滴入壳聚糖季铵盐水溶液中并不断搅拌至pH值到达10，加热至70℃时，加入交联剂环氧氯丙烷进行反应，反应期间不断滴加氢氧化钠溶液使反应体系的pH维持在10，恒温反应4h后自然冷却至室温，用盐酸溶液调至pH值为7，加入丙三醇，获得交联壳聚糖季铵盐混合液；
(2)制备液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜
在海藻酸钠水溶液中加入液态金属以及交联壳聚糖季铵盐混合液，形成交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；超声处理得到灰黑色的混合前驱液；置于模具中，热凝胶成型得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤(1)中，用盐酸溶液调至pH值为7后进行透析，然后加入丙三醇。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤(1)中，加入丙三醇进行浓缩获得交联壳聚糖季铵盐浓缩液。
作为本发明技术方案的进一步改进，加入丙三醇的交联壳聚糖季铵盐混合液体积浓缩至20%。
作为本发明技术方案的进一步改进，其中壳聚糖季铵盐与液态金属的投料质量比为1:0.6~1，液态金属与海藻酸钠的投料质量比为1:0.15。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述热凝胶成型的干燥温度为70℃，干燥时间为4~8h。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述液态金属为16℃的镓铟合金。
本发明进一步提供了上述液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法制备获得的水凝胶薄膜作为应变传感器的应用。
作为本发明应用技术方案的进一步改进，所述应变传感器具有自愈合以及拉伸性能。
本发明与背景技术相比具有明显先进性，是以壳聚糖季铵盐、环氧氯丙烷、丙三醇、海藻酸钠与液态金属为原料，首先采用物理化学交联技术有机结合的方法制备得到生物质基的交联壳聚糖季铵盐柔性网络骨架，以高导电、生物相容性好的液态金属作为导电填料，通过超声作用使海藻酸钠成功包裹液态金属并使液态金属导电网络与交联壳聚糖季铵盐凝胶网络协同响应构建了导电高分子水凝胶。本发明制备工艺简便，成本低廉，制得水凝胶薄膜还具有自愈合与应变传感性能，也为抗菌、自粘附、可拉伸、高灵敏的应变传感导电水凝胶的构建提供了新思路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备流程示意图。
图2为液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的膜厚测量图。
图3为液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的导电性能。图中显示了将水凝胶接入电路可点亮小灯泡，证明其导电性能。
图4为液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的应力-应变曲线。a图是实施例1中有丙三醇的水凝胶薄膜的应力-应变曲线，b图是对比例1中没有丙三醇的水凝胶薄膜的应力-应变曲线。对比两图可以发现，没有丙三醇的水凝胶薄膜的应力较大，应变较小不适合用于应变传感器。
图5为对比例2中纯壳聚糖季铵盐与海藻酸钠水凝胶薄膜(a)和实施例1中液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜(b)的扫描电镜图。图中，壳聚糖季铵盐加海藻酸钠的纯样表面为有一定粗糙度的薄膜形貌，液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶可见深色区域为薄膜形貌，液态金属颗粒呈球状分散，周围发亮区为包裹的海藻酸钠，证明海藻酸钠确实对液态金属有修饰作用。
图6为液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶膜薄膜的自愈合性能对比图。a图是实施例1中有丙三醇的水凝胶薄膜，从图中可以看出，在薄膜上裁出长条形样品，先将其切断，然后让断口处重新接触，室温下6 h后自愈合成为一个整体。而b图是对比例1中没有丙三醇的水凝胶薄膜，从图中可以看出，在薄膜上裁出长条形样品，先将其切断，然后让断口处重新接触，室温下12 h后仍未自愈合。因此，没有丙三醇的水凝胶没有自愈合性能。
图7为液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的应变传感性能。图中画的曲线是随着手指弯曲电阻变化率随时间有规律的变化，证明液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜有应变传感性能，为应变传感器提供了一种新技术。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备交联壳聚糖季铵盐混合液
将氢氧化钠溶液滴入壳聚糖季铵盐水溶液中并不断搅拌至pH值到达10，加热至70℃时，加入交联剂环氧氯丙烷进行反应，反应期间不断滴加氢氧化钠溶液使反应体系的pH维持在10，恒温反应4h后自然冷却至室温，用盐酸溶液调至pH值为7，加入丙三醇，获得交联壳聚糖季铵盐混合液；
(2)制备液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜
在海藻酸钠水溶液中加入液态金属以及交联壳聚糖季铵盐混合液，形成交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；超声处理得到灰黑色的混合前驱液；置于模具中，热凝胶成型得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。
在本发明中，以液态金属为导电填料，并采用海藻酸钠溶液与生物相容性好的作为柔性网络骨架的交联壳聚糖季铵盐混合液通过超声处理进行协同响应构建导电高分子水凝胶，再经热凝胶成型得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。其中壳聚糖季铵盐溶液中，采用环氧氯丙烷化学交联，丙三醇物理交联，即采用物理化学交联技术有机结合的方法得到作为水凝胶的柔性网络骨架的交联壳聚糖季铵盐。其中，海藻酸钠对液态金属有修饰作用，形成一种壳核结构，交联壳聚糖季铵盐对液态金属也有一定的修饰作用，二者都会与液态金属形成络合物。
在本发明提供的一个实施例中，热凝胶成型后得到的液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜膜厚约为15mm。
具体的，在步骤(1)中，用盐酸溶液调至pH值为7后进行透析，然后加入丙三醇。在本发明中透析的目的在于，去除交联壳聚糖季铵盐混合液中分子量小于14000的小分子杂质。
更进一步的，在步骤(1)中，加入丙三醇的交联壳聚糖季铵盐混合液进行浓缩获得交联壳聚糖季铵盐浓缩液。浓缩能够更进一步的减小交联壳聚糖季铵盐混合液的体积，便于后期热凝胶快速成型。
在本发明提供的三个实施例中，加入丙三醇的交联壳聚糖季铵盐混合液体积浓缩至20%。
在本发明中，壳聚糖季铵盐与液态金属的投料质量比为 1:0.6~1，液态金属与海藻酸钠的投料质量比为1:0.15。在本发明提供的一个实施例中，壳聚糖季铵盐与液态金属的投料质量比为 1:0.6。在本发明提供的另外一个实施例中，壳聚糖季铵盐与液态金属的投料质量比为 1:0.8。在本发明提供的另外一个实施例中，壳聚糖季铵盐与液态金属的投料质量比为 1:1。
本发明进一步提供了热凝胶成型的工艺参数，即热凝胶成型的干燥温度为70℃，干燥时间为4~8h。
在本发明提供的三个实施例中，所述液态金属为16℃的镓铟合金。该液态金属具有高导电、有流动性、生物相容性好的特点，适于作为导电填料。
本发明进一步提供了上述液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法制备获得的水凝胶薄膜作为应变传感器的应用。
通过本发明制备方法制备获得的水凝胶薄膜作为应变传感器时，该应变传感器具有自愈合以及拉伸性能。
为了更清楚起见，下面通过以下实施例和对比例对本发明的技术方案进行详细说明，并且以下实施例和对比例所使用的液态金属均为16℃的镓铟合金：
实施例1：
本发明使用的化学物质材料为：壳聚糖季铵盐、环氧氯丙烷、氢氧化钠、盐酸、丙三醇、海藻酸钠、液态金属、去离子水，并进行质量纯度、精度控制。其组合用量如下：以克、毫升、毫米、厘米3为计量单位。
壳聚糖季铵盐：HACC 固态固体99.5% 2.0g±0.001g
环氧氯丙烷：C3H5ClO 液态液体 99.5% 4mL±0.001mL
氢氧化钠：NaOH 固态固体99.5% 5g±0.001g
盐酸：HCl 液态液体99.5% 23mL±0.001mL
丙三醇：C3H8O3 液态液体99.5% 1mL±0.001mL
海藻酸钠：Alginate 固态固体 99.5% 0.045g±0.001g
液态金属：16℃的镓铟合金 液态液体99.8% 0.3g±0.001g
去离子水：H2O 液态液体99.99% 5000mL±50mL
液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
㈠制备交联壳聚糖季铵盐混合液
①配制壳聚糖季铵盐水溶液
称取壳聚糖季铵盐2.0g±0.001g，量取去离子水200mL±0.001mL，加入烧杯中，搅拌5min，静置24h，获得壳聚糖季铵盐水溶液。
②化学/物理交联反应
称取氢氧化钠5g±0.001g，量取去离子水100mL±0.001mL，加入一烧杯中，搅拌5min，成5%(w/v)的氢氧化钠溶液；量取76mL±0.001mL去离子水倒入另一烧杯中，再量取23mL±0.001mL 38%的盐酸溶液慢慢倒入烧杯里的去离子水中，搅拌5min，稀释成10%(w/v)的盐酸溶液；量取氢氧化钠溶液4mL±0.001mL缓慢滴入壳聚糖季铵盐水溶液中并不断搅拌至pH值到达10，将其倒入三口烧瓶中，等水浴磁力搅拌器温度快达到70℃时，将三口烧瓶置于水浴磁力搅拌器中并固定好，接上冷凝管并通水；量取环氧氯丙烷4mL±0.001mL加入三口烧瓶中，恒温搅拌4 h，反应期间不断滴加氢氧化钠溶液使反应体系的pH维持在10，反应结束后将其自然冷却至室温，量取盐酸溶液2mL±0.001mL缓慢滴入并不断搅拌至pH值到达7，最后得到交联壳聚糖季铵盐混合液。
③透析
将交联壳聚糖季铵盐混合液倒入透析袋中，然后置于烧杯中，量取500mL±0.001mL去离子水加入烧杯中，透析72 h，期间每隔24 h换一次去离子水。
④浓缩
将透析后的交联壳聚糖季铵盐混合液200mL±0.001mL倒入烧杯中，加入1ml丙三醇，然后在水浴磁力搅拌器中浓缩至40mL，浓缩温度为70℃。
⑤静置备用
将浓缩后的交联壳聚糖季铵盐浓缩液倒入玻璃器皿中静置去除气泡以备用。
㈡配制海藻酸钠水溶液
称取海藻酸钠 0.18g±0.001g，量取去离子水60mL±0.001mL，加入烧杯中，形成0.3wt%的海藻酸钠溶液，搅拌5min，静置12 h备用。
㈢配制液态金属/海藻酸钠/交联壳聚糖季铵盐前驱液
在上述配置海藻酸钠溶液的烧杯中加入 1.2g±0.001g液态金属，再将㈠制得的交联壳聚糖季铵盐浓缩液加入此烧杯中，形成交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液。
㈣制备液态金属/交联壳聚糖季铵盐水凝胶薄膜
①超声处理
将上述盛有混合溶液烧杯放在超声仪器中，超声1h，得到灰黑色的交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液。
②热凝胶成型
将超声后的混合溶液倒入圆形模具中，然后热凝胶成型，干燥温度70℃，干燥时间4 h，得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。
㈤检测、化验、分析、表征
对制备的液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的形貌、力学性能、应变传感性能进行检测、分析、表征。
用冷场发射扫描电镜进行水凝胶薄膜的形貌分析。
用数字万用拉伸机进行水凝胶薄膜的力学性能分析。
用Keithley DMM6500 数字万用表进行水凝胶薄膜的应变传感性能分析。
结论：海藻酸钠混合溶液对液态金属有修饰作用，形成了一种核壳结构；液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的应变传感性能优异，可用于后续制备可拉伸高灵敏水凝胶应变传感器。
㈥水凝胶储存
对制备的复合水凝胶薄膜，储存于棕色透明的玻璃容器中，要密闭避光储存，置于干燥、洁净环境，要防潮、防晒、防氧化、防酸碱盐侵蚀，储存温度为25℃±2℃，相对湿度≤10%。
下面采用不同合成工艺参数下液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备，具体实施例如下：
实施例2：
液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备交联壳聚糖季铵盐混合液
称取壳聚糖季铵盐2.0g±0.001g，量取去离子水200mL±0.001mL，加入烧杯中，搅拌5min，静置24h，获得壳聚糖季铵盐水溶液；称取氢氧化钠5g±0.001g，量取去离子水100mL±0.001mL，加入一烧杯中，搅拌5min，成5%(w/v)的氢氧化钠溶液；量取76mL±0.001mL去离子水倒入另一烧杯中，再量取23mL±0.001mL 38%的盐酸溶液慢慢倒入烧杯里的去离子水中，搅拌5min，稀释成10%(w/v)的盐酸溶液；量取氢氧化钠溶液4mL±0.001mL缓慢滴入壳聚糖季铵盐水溶液中并不断搅拌至pH值到达10，将其倒入三口烧瓶中，等水浴磁力搅拌器温度快达到70℃时，将三口烧瓶置于水浴磁力搅拌器中并固定好，接上冷凝管并通水；量取环氧氯丙烷4mL±0.001mL加入三口烧瓶中，恒温搅拌4 h，反应期间不断滴加氢氧化钠溶液使反应体系的pH维持在10，反应结束后将其自然冷却至室温，量取盐酸溶液2mL±0.001mL缓慢滴入并不断搅拌至pH值到达7，最后得到交联壳聚糖季铵盐混合液；将交联壳聚糖季铵盐混合液倒入透析袋中，然后置于烧杯中，量取500mL±0.001mL去离子水加入烧杯中，透析72 h，期间每隔24 h换一次去离子水；将透析后的交联壳聚糖季铵盐混合液200mL±0.001mL倒入烧杯中，加入1ml丙三醇，然后在水浴磁力搅拌器中浓缩至40mL，浓缩温度为70℃；将浓缩后的交联壳聚糖季铵盐浓缩液倒入玻璃器皿中静置去除气泡以备用。
(2)制备液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜
称取海藻酸钠0.24g±0.001g，量取去离子水80mL±0.001mL，加入烧杯中，形成0.3wt%的海藻酸钠溶液，搅拌5min，静置12 h备用；在上述配制海藻酸钠溶液的烧杯中加入1.6 g±0.001g液态金属，再将（1）制得的交联壳聚糖季铵盐浓缩液加入此烧杯中，形成交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；将上述盛有混合溶液烧杯放在超声仪器中，超声1h，得到灰黑色的交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；将超声后的混合溶液倒入圆形模具中，然后热凝胶成型，干燥温度70℃，干燥时间 6 h，得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。
实施例3：
液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备交联壳聚糖季铵盐混合液
称取壳聚糖季铵盐2.0g±0.001g，量取去离子水200mL±0.001mL，加入烧杯中，搅拌5min，静置24h，获得壳聚糖季铵盐水溶液；称取氢氧化钠5g±0.001g，量取去离子水100mL±0.001mL，加入一烧杯中，搅拌5min，成5%(w/v)的氢氧化钠溶液；量取76mL±0.001mL去离子水倒入另一烧杯中，再量取23mL±0.001mL 38%的盐酸溶液慢慢倒入烧杯里的去离子水中，搅拌5min，稀释成10%(w/v)的盐酸溶液；量取氢氧化钠溶液4mL±0.001mL缓慢滴入壳聚糖季铵盐水溶液中并不断搅拌至pH值到达10，将其倒入三口烧瓶中，等水浴磁力搅拌器温度快达到70℃时，将三口烧瓶置于水浴磁力搅拌器中并固定好，接上冷凝管并通水；量取环氧氯丙烷4mL±0.001mL加入三口烧瓶中，恒温搅拌4 h，反应期间不断滴加氢氧化钠溶液使反应体系的pH维持在10，反应结束后将其自然冷却至室温，量取盐酸溶液2mL±0.001mL缓慢滴入并不断搅拌至pH值到达7，最后得到交联壳聚糖季铵盐混合液；将交联壳聚糖季铵盐混合液倒入透析袋中，然后置于烧杯中，量取500mL±0.001mL去离子水加入烧杯中，透析72 h，期间每隔24 h换一次去离子水；将透析后的交联壳聚糖季铵盐混合液200mL±0.001mL倒入烧杯中，加入1ml丙三醇，然后在水浴磁力搅拌器中浓缩至40mL，浓缩温度为70℃；将浓缩后的交联壳聚糖季铵盐浓缩液倒入玻璃器皿中静置去除气泡以备用。
(2)制备液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜
称取海藻酸钠0.3 g±0.001g，量取去离子水100mL±0.001mL，加入烧杯中，形成0.3wt%的海藻酸钠溶液，搅拌5min，静置12 h备用；在上述配制海藻酸钠溶液的烧杯中加入2g±0.001g液态金属，再将（1）中制得的交联壳聚糖季铵盐浓缩液加入此烧杯中，形成交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；将上述盛有混合溶液烧杯放在超声仪器中，超声1h，得到灰黑色的交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；将超声后的混合溶液倒入圆形模具中，然后热凝胶成型，干燥温度70℃，干燥时间 8 h，得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。
对比例1：
液态金属与壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
制备步骤与实施例1完全相同，除了步骤㈠-④中未添加丙三醇。
对比例2：
纯壳聚糖季铵盐与海藻酸钠水凝胶薄膜的制备方法，包括以下步骤：
制备步骤与实施例1完全相同，除了步骤㈢中未添加液态金属。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备交联壳聚糖季铵盐混合液
将氢氧化钠溶液滴入壳聚糖季铵盐水溶液中并不断搅拌至pH值到达10，加热至70℃时，加入交联剂环氧氯丙烷进行反应，反应期间不断滴加氢氧化钠溶液使反应体系的pH维持在10，恒温反应4h后自然冷却至室温，用盐酸溶液调至pH值为7，加入丙三醇，获得交联壳聚糖季铵盐混合液；
(2)制备液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜
在海藻酸钠水溶液中加入液态金属以及交联壳聚糖季铵盐混合液，形成交联壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/液态金属混合溶液；超声处理得到灰黑色的混合溶液；置于模具中，热凝胶成型得到液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，用盐酸溶液调至pH值为7后进行透析，然后加入丙三醇。
3.根据权利要求1或2所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，加入丙三醇的交联壳聚糖季铵盐混合液进行浓缩获得交联壳聚糖季铵盐浓缩液。
4.根据权利要求3所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，加入丙三醇的交联壳聚糖季铵盐混合液体积浓缩至20%。
5.根据权利要求1或2所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，其中壳聚糖季铵盐与液态金属的投料质量比为1:0.6~1 ，液态金属与海藻酸钠的投料质量比为1:0.15。
6.根据权利要求1或2所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，所述热凝胶成型的干燥温度为70℃，干燥时间为4~8h。
7.根据权利要求1或2所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，所述液态金属为16℃的镓铟合金。
8.权利要求1或2所述的一种液态金属/壳聚糖衍生物水凝胶薄膜的制备方法制备获得的水凝胶薄膜作为应变传感器的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应变传感器具有自愈合以及拉伸性能。
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