水凝胶溶胀行为和微观结构 时域核磁共振

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。水凝胶中的水含量可以低到百分之几，也可以高达99%。

时域核磁共振（TD-NMR）在研究基于水迁移率的聚合物网络的水传输和微观结构方面具有巨大潜力。与高分辨率核磁共振不同，时域核磁共振（TD-NMR）主要用于通过测量弛豫时间来阐明反映结构异质性和相互作用的分子迁移率。研究表明，时域核磁共振（TD-NMR）是一种快速、无创、无损的测定水组分分布的方法。

时域核磁共振（TD-NMR）基本参数：

1、磁体类型：永磁体；

2、磁场强度：0.5±0.08T，仪器主频率：21.3MHz；

3、探头线圈直径：15mm； 

对于水凝胶，不同环境中的水，如凝胶内水或外水，可能表现出不同的弛豫性质。T2组分对应的幅度可以定量并计算膨胀率。此外，基于T2值与水凝胶网络网孔尺寸之间的比例关系，可以描绘溶胀过程中由于浓度效应引起的水凝胶网络网孔尺寸变化。

因此，时域核磁共振（TD-NMR）可以作为研究水凝胶溶胀过程中水的动态传输和微观结构变化的有力工具。此外，时域核磁共振（TD-NMR）不需将水凝胶从溶胀体系中取出，即可直接原位测量水凝胶的T2分布。