水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分且不能溶解的交联聚合物。它除了具有生物粘附、可生物降解和良好的生物相容性外，还具有较高的水渗透性，有一定的强度表面类似于生物体的软组织，这些特征使水凝胶可作为生物材料。

智能水凝胶能感知外界环境的细微的物理化学变化，如pH、温度、压力、电场磁场、离子强度、紫外光、可见光以及特异化学物质等的变化，并通过体积的溶胀和收缩来响应这些来自外界的刺激。因此也称为环境敏感性水凝胶。

智能水凝胶的制备

智能水凝胶材料一般是天然或合成的高聚物。其材料须具备：高分子主链或侧链上带有大量的亲水基团和有适当的交联网络结构。

制备智能水凝胶材料的起始原料可是单体(水溶或油溶单体)、聚合物(天然或合成聚合物)或者是单体和聚合物的混合物。

智能水凝胶分类集锦：

1、温度响应性水凝胶

指能随环境温度变化发生体积突变现象的凝胶。这种凝胶具有一定比例的疏水和亲水基团，温度的变化可影响这些基团的疏水作用以及大分子链间的氢键作用，从而使凝胶结构改变，发生体积变化。

2、pH响应性水凝胶

这类凝胶中含有大量易水解或质子化的酸、碱基团，如羧基和氨基。这些基团的解离受外界pH的影响：当外界pH变化时，这些基团的解离程度相应改变，造成内外离子浓度改变；同时，这些基团的解离还会破坏凝胶内相应的氢键，使凝胶网络的交联点减少，造成凝胶网络结构发生变化，引起凝胶溶胀。

3、光响应性凝胶

是由热敏性材料中引入对光敏感的基团制成的。光敏材料的响应性机理有三种：

（1） 热敏性材料中的特殊感光分子，将光能转化为热能，使材料局部温度升高，当凝胶内部温度达到热敏性材料的相转变温度时，则凝胶产生响应。

（2） 利用光敏分子遇光分解产生的离子化作用来实现响应性。这种凝胶见光后，凝胶内部产生大量离子，使凝胶内外离子浓度差改变，造成凝胶渗透压突变，促使凝胶发生溶胀作出光响应

（3） 是水凝胶材料中引入了发色基团，由于光照，这些发色团的理化性质发生变化，因而导致具有发色团的聚合物链的构型的变化，从而导致水凝胶的溶胀性能也发生改变。

4、生化响应性水凝胶

此类水凝胶主要用于研究开发自动调控胰岛素释放系统，研究较多的是葡萄糖敏感水凝胶。这种凝胶实质为pH或温度响应性材料，但可以通过感知由生化反应造成溶液组分的变化，而产生如体积相变这样的响应。

5、盐敏水凝胶

盐敏指在外加盐的作用下，凝胶的膨胀比或吸水性发生突跃性变化。盐对凝胶膨胀的影响与其结构有关。这类水凝胶的正负带电基团位于分子链的同一侧基上，并以共价键结合在一起，二者可发生分子内和分子间的缔合作用。小分子盐的加入可屏蔽、破坏大分子链中正负基团的缔合作用，导致分子链舒展，因而，凝胶的膨胀行为得到改善。

6、电场响应性水凝胶

该水凝胶由聚电解质高分子构成，在直流电场作用下可发生形变，其响应性与溶液中自由离子在直流电场作用下的定向移动有关。原因是自由离子定向移动会造成凝胶内外离子浓度不均，产生渗透压变化引起凝胶变形。也是自由离子定向移动会造成凝胶中不同部位pH不同从而影响凝胶中聚电解质电离状态，使凝胶结构发生变化，造成凝胶形变。

7、磁性响应型水凝胶

磁性响应即凝胶的溶胀行为能对外加磁场做出响应。此类凝胶由于它在外加磁场的作用下能简单快速易行的分离特性，在细胞分离、固定化酶、靶向药物等领域可望有宽广的应用前景。

改性传统水凝胶后的新型水凝胶：

1、 快速响应性水凝胶

2、 大孔/超孔水凝胶

3、 具有摇摆链的水凝胶

  梳型结构水凝胶、物理交联水凝胶、具有规则构造水凝胶

4、 互穿聚合物网络水凝胶（IPN水凝胶）

智能水凝胶在分析和医学诊断方面的应用：

根据水凝胶的环境敏感性，可将它与生物传感器物理元件相连 ，然后将生物分子固定在水凝胶表面或内部，便可得到生物传感器用于诊断疾病及做日常监测。例如利用水凝胶固定抗原，可用于免疫检测。

质子敏感型智能水凝胶

聚乙二醇基多重响应的高强度智能水凝胶定制

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的温致变色智能水凝胶

光致响应主客体复合智能水凝胶

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苯乙烯/马来酸酐共聚物智能水凝胶

载干细胞智能水凝胶

丙烯酸/α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺共聚物智能水凝胶

苯乙烯—马来酸酐共聚物智能水凝胶

P(NIPAAm-co-IA)pH敏感智能水凝胶

快速响应性智能型水凝胶