聚乙烯醇基形状记忆复合材料研究进展*

师文钊，马超群，刘瑾姝，吴梦婷，邢建伟，李苏松，黄雅怡

(1.西安工程大学 纺织科学与工程学院，西安 710048；2.绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院，浙江 绍兴 312030；3.西北工业大学 空间应用物理与化学教育部重点实验室，陕西省高分子科学与技术重点实验室，西安 710129)

0 引 言

形状记忆材料是一种能够被加工且固定到一个临时的形状，在外界合适的刺激下能够恢复其初始形状的材料，这种形状恢复现象被称为形状记忆效应[1-2]。形状记忆材料分为形状记忆合金、形状记忆聚合物、形状记忆陶瓷、形状记忆胶体等[3]，其中有关形状记忆聚合物的研究多以结构可设计、快速形变回复、多元驱动形状记忆性能为主题[4-7]，常见的形状记忆聚合物有环氧树脂类[8]、聚氨酯类[9]、聚酯类[10-11]等，可应用于可逆粘合材料[12]、自紧手术缝合线[13]、药物缓释[14]、自我修复材料[15-16]、3D打印材料[17]和4D打印材料[3]等。

聚乙烯醇(PVA)大分子侧链含有丰富的羟基，化学活性高，容易发生交联反应。PVA分子链经过化学交联或物理结晶区可形成三维网络作为形状记忆结构中的固定相，交联点之间的无定形区作为可逆相，从而获得热致形状记忆性能。同时，PVA良好的吸水性及大量羟基侧基，使其易于与其他官能团结合改性，可以设计出多响应类型的形状记忆材料[18-19]。然而PVA基形状记忆聚合物的力学性能差、形状回复应力小、响应方式单一等问题限制了其在多领域中的应用。

通过物理共混或化学交联在PVA聚合物体系中引入其他无机或有机材料制得PVA基形状记忆复合材料，既可获得良好的多元环境因素(如热、光、电、微波、超声波、水等)响应形状记忆性能，又可保证其力学性能、生物相容性等。PVA基形状记忆复合材料因化学性质稳定、无毒副作用及良好的生物相容性，被应用于药物传送装置、人工器官、伤口敷料、隐形眼镜、抗菌、皮肤护理系统、蛋白质吸附控制释放等领域[20]。

本文综述了PVA基形状记忆复合材料的制备方法及研究现状，介绍了其在生物医学领域的应用及发展，并且展望了PVA基形状记忆复合材料的应用前景。

1 PVA基形状记忆复合材料制备方法

1.1 物理共混复合

采用物理共混复合的方法制备PVA基形状记忆复合材比较简单，主要通过溶液浇铸法、循环冷冻/解冻法、原位聚合共混法、物理嵌入法、层压复合法、共沉淀法、共混超临界干燥法等途径将有机、无机材料与PVA物理共混复合，增强形状记忆性能的同时，赋予材料特殊的功能化或新的环境响应特性。

1.1.1 溶液浇铸法

溶液浇铸法是将有机或无机材料溶解或均匀分散在某一介质中，之后与PVA溶液混合均匀，通过铺膜或在模具中静置成型，从而在PVA中引入其他材料，增强体系并赋予其特殊的性能。

Du等[21-22]通过溶液浇铸法选用酸性多壁碳纳米管(AMWNTs)增强PVA材料，通过超声波搅拌来确保分散体系的均一性，制备出电响应型纳米复合材料(AMWNTs-PVA)。AMWNT的加入改善了PVA的拉伸模量和强度。由于AMWNTs与PVA的链段具有强烈的相互作用，随着AMWNTs含量的增加，形状恢复率略有下降。对MWNT质量分数为20%的PVA/MWNTs复合材料样品施加60 V恒定电压时，复合材料可以在35 s内完全恢复到原始形状，复合材料仍具有较好的形状记忆性能。

Qi等[23]通过溶液浇铸法在PVA中引入氧化石墨烯(GO)制备了一种新型水诱导形状记忆聚合物。PVA和GO之间通过强氢键相互作用形成了物理交联点，改善了PVA的形状记忆性能，并使得复合材料具有良好的水诱导形状记忆效应。如图1所示，GO的官能团(羟基、羧基)与PVA分子链上的羟基之间通过氢键相互作用，同时由于GO与PVA的分子链相互缠结，使得结构更加牢固，故两者具有较好的相容性。将形变后的复合材料浸泡在水中，溶胀和分子链间氢键作用减弱导致玻璃化温度变低，同时降低了储能模量，储存在分子链中的应变能释放，导致复合材料形变恢复。在水的作用下，形变的复合材料可以在14 s恢复到初始形状。

图1 (a)PVA、GO和水之间的氢键相互作用的图示；(b)由水驱动的形状记忆PVA / GO材料的示意图[23]Fig 1 Illustration of hydrogen bonding interaction among PVA, GO and water, and schematic representation of the shape-memory PVA/GO materials actuated by water [23]

杜海燕等[24]通过溶液浇铸法在与戊二醛交联后的PVA聚合物中加入经过偶联剂改性后的SiC，制备出了具有微波响应型的形状记忆复合材料。SiC具有微波的热效应，利用其热效应可使复合材料在1 min内表现出良好的形状回复性能，SiC含量高的样品回复速率更快，而增加微波功率也可获得快速回复的效果。此外，热机械测试表明，无机颗粒可提高复合材料的热稳定性及拉伸强度。但是在PVA的基材中引入了无机材料，需要进一步对材料的体系均匀性进行探究。

Wu等[25]采用一步水热法从酵母提取物粉末中制备出水溶性好的荧光碳点(y-CDs)，通过溶液浇铸法制备出y-CDs/PVA复合材料，不仅在365 nm紫外光激发下呈现明亮的蓝色发光，还具有优于纯PVA聚合物的热响应型形状记忆性能，而且在室温环境下，在水的作用下180 s可以恢复到原始形状，具有较好的水诱导形状记忆效应。

Lin等[26]通过溶液浇铸法制备得到了具有热和电双重响应的PVA/短碳纤维(SCFs)形状记忆复合材料。为了使得无机材料SCFs在基材中能够均匀分布，利用了碳纤维的导电性，在混合溶液的阶段，对混合溶液施加电场，在电场的作用下，溶液内的SCFs进行重新排列，形成稳定的网络结构。复合材料因此也具有良好的导电性能及电致形状记忆效应。SCFs的相对质量分数为10%的复合材料形变后，在70 ℃的条件下，可以在30 s内恢复至原始形状，其形状回复率为91.6%。而在50 V的电压条件下，复合材料可以在31 s内恢复至原始形状，其形状回复率为97.1%。复合材料在具有良好的热、电双重响应形状记忆性能的同时，由于碳纤维的引入，也具有良好的力学性能。而对于施加电压促进SCFs重新排列，需要进一步对其体系内SCFs的排列结构进行讨论。

1.1.2 循环冷冻解冻法

PVA与其他材料的混合体系经循环冷冻解冻的方法制备水凝胶更加方便快捷，PVA水凝胶内部的分子链通过氢键相互作用可以提升整个体系的力学性能。

Bai等[27]通过循环冷冻解冻方法制备出具有热诱导和水诱导的新型双响应型PVA-Al2O3纳米形状记忆复合材料。升高温度形变后的复合材料可以在33 s内恢复到原始形状，具有更加优异的热诱导形状记忆效应。形变后复合材料在水中70 s可以恢复到原始形状，具有较好的水诱导形状记忆效应。10%(质量分数)Al2O3NPs质量分数为10%时与PVA物理交联可以显著改善纳米复合材料的机械性能。

Li等[28]在PVA中添加少量三聚氰胺，并通过循环冷冻解冻的方法制备具有超声波响应型的形状记忆复合材料。由于两种成分之间产生多重氢键结合，增加了水凝胶的强度和断裂伸长率。通过超声波仪器可以超声诱导水凝胶的热效应以触发水凝胶的形状恢复，但是在超声波作用下，5 min后其形变仍未完全恢复到初始形状，水凝胶内部的应变能还未完全释放，有待进一步增强其形状记忆效应。

Chen等[29]通过循环冷冻解冻法制备了优异机械性能和水、热响应型形状记忆行为的PVA-单宁酸(TA)水凝胶。PVA-TA水凝胶的无定形结构和强氢键使其具有优异的机械性能。如图2所示，PVA和TA之间较强的氢键可作为“永久”交联，而PVA链之间较弱的氢键则作为“临时”交联，可逆断裂和较弱氢键的形成赋予PVA-TA水凝胶优异的水、热响应形状记忆。变形或拉长形状的湿凝胶和干凝胶样品分别在60 ℃的水中浸泡几秒钟或125 ℃的水中浸泡2.5 min后，可以恢复到原来的形状。

Li等[30]通过循环冷冻解冻法制备了由化学交联的聚乙二醇(PEG)和物理交联的PVA组成的具有热响应型的双网络聚合物水凝胶。当在应变下对水凝胶进行冷冻解冻处理时，由于PVA链的结晶，增强的物理网络可以在室温下去除外力之后稳定水凝胶变形，随后通过加热破坏PVA的物理网络使得水凝胶回复其初始形态。在90 ℃的条件下，双网络聚合物水凝胶可以在15 s恢复到初始形状。此外，由羟基侧基之间的链间氢键引起的PVA的自愈合性质确实可以转移到PVA/PEG水凝胶上，自愈效率随着PEG含量的增加而降低。

Guo等[31]通过冻融法制备得到了具有pH响应的PVA/聚6-丙烯酰胺己酸(PAACA)自愈合复合材料，复合材料的体系内具有更为紧密的双重物理交联结构，使得所制备的材料具有良好的力学性能和自愈能力。在pH值<4.4时，PAACA侧链的羧基以质子化形式存在，具有较强的氢键作用，在pH值>4.4时，由于脱质子后的羧基具有强静电斥力，故会使得材料具有溶胀性。但是，进一步需要对材料的pH响应自愈合性能、形状恢复性能进行具体的探究。

Nurly等[32]通过冷冻解冻法制备得到共混有碳纳米管的PEG/PVA双网络结构的湿热响应型的形状记忆复合材料。形变后的复合材料在90 ℃的热水中，可以在40 s内恢复其原始形态，具有良好的形状记忆性能。并且复合材料具有较好的粘弹性，可以利用在3D打印等方面，也拓展了形状记忆材料的应用范围。但是，在制备的过程中，无机材料在有机材料中的复合，尤其纳米级的无机材料，要保证其分布的均匀性，避免其在材料内部的团聚现象，才能够使得材料的各项性能更加稳定。

1.1.3 原位聚合共混法

原位聚合共混是将反应性单体引入PVA聚合物中，在混合体系中进行原位聚合生成一种或多种化合物，从而赋予PVA基复合材料优异的性能或多种形状记忆响应因素。

杜海燕等[33]将功能性乙烯基咪唑离子液体单体在含有戊二醛的PVA溶液中进行原位聚合，制备出具有微波响应型的聚乙烯基咪唑/PVA形状记忆复合材料，利用离子液体常被用作微波辅助合成中的反应介质及其在微波场下的极强吸收能力，在聚乙烯醇中引入离子液体聚合物作为传热介质来实现材料的形状记忆效应。140 W的微波足以驱动该复合材料发生形状回复，280 W时材料可在40 s内完成形状回复，420 W时只需20 s即可回复到起始形状。

Bai等[34]将制备聚苯胺(PAn)的反应单体加入PVA中，如图3所示，通过原位聚合制备出多响应PAn/PVA形状记忆复合材料。PAn不仅增加了系统中的物理交联点，而且还可被用作光热转换试剂，从而产生优异的水及近红外光(NIR)诱导形状记忆性能。复合材料在水的作用下，需要26 min才可恢复至初始形状，其水诱导形状记忆效应有待进一步增强。当近红外光功率密度为4.2 W/cm2时，样品可以在5 s内恢复到原来的形状，并且通过增加PAn的含量和光功率密度，可以提高光致形状回复率和速度。此外，复合材料具有高机械性能，抗拉强度超过83 MPa。

图3 PAn/PVA复合材料的制备过程[34]Fig 3 Preparation process of PVA/PAn composites[34]

原位聚合法需要严格控制各个单体在基体内的反应条件和反应速度，需要进一步讨论体系内发生的反应对体系结构的影响，反应产物在体系中的均匀性等对复合材料的形状记忆性能的影响，保证形状记忆性能的稳定性和均匀性。

1.1.4 其他物理复合法

其他物理复合方法包括有物理嵌入法、层压复合法、共沉淀法、共混超临界干燥法等，通过不同的方法使得某一无机或有机材料与PVA进行共混，制备出多种形态的共混复合材料，但无机或有机材料与PVA只发生物理交联或均匀分散在体系内。

物理嵌入是将其他材料加入PVA溶液中，并保证其均匀分散，从而得到赋予特殊性能的复合材料。Zhang等[35]将金纳米棒(AuNRs)嵌入PVA中并通过拉伸复合膜进行对齐可以得到光偏振响应型形状记忆复合材料。通过改变入射激光在785 nm处的偏振方向，AuNR纵向表面等离子体共振的大小可以连续变化，这一过程激发产生的热量使复合材料的温度升高，提供了PVA发生形状记忆效应的热量。通过调整激光的偏振同时保持所有其他条件不变，可以使得形变后的复合材料在10 s内恢复至原始形状。

层压复合法是利用机械力将其他材料与PVA材料层压在一起，从而使其共混赋予复合材料不同的性能。Shirole等[36]通过压缩静电纺PVA纤维和热塑性聚醚嵌段酰胺弹性体(PEBA)片材制成新的热响应型状记忆复合材料。由此制备的PEBA/PVA复合材料的机械性能显著增强，并且材料在PVA的玻璃化温度附近模量逐渐降低。该热响应形状记忆复合材料在低应变下，形变固定率为66%±14%，形变回复率可达98%±2%。

Huang等[37]采用共沉淀法制备得到了具有温度和水双重响应的PVA/再生纤维素生物复合材料，通过加入乙醇使得PVA与再生纤维素的混合体系析出沉淀，且在析出的过程中伴随有分子链的缠结和氢键的物理交联，使得材料的耐水性提升，并且随着各组分之间分子链的缠结及物理交联，复合材料的耐热性和结晶度都得到了提升，力学性能也有较大的提高。复合材料特殊的物理交联网络作为永久交联点，其水诱导形状记忆性能也有一定的提升，加入了质量分数为10%的再生纤维素的复合材料在浸泡35 min后形状回复率可以达到95.3%。

Heidarshenas等[38]通过超临界CO2干燥法制备了具有热响应型的PVA/多壁碳纳米管(MWCNT)的纳米复合气凝胶。在制备的过程中，加入了十二烷基硫酸钠(SDS)作为乳化分散剂，保证MWCNTs在体系内的均匀分布。制备得到的气凝胶具有高孔隙度、低密度，具有良好的力学性能，并且由于MWCNTs的引入，复合材料也具有较好的导电性能。并且探究了复合材料的热响应型形状记忆性能及其耐久性，在95 ℃的条件下，加入了MWCNTs的复合材料较纯PVA气凝胶的形状回复时间变长，但加入了相对质量分数为1.5%的MWCNTs的复合材料可以在16 s内恢复到原始形态，形状回复率为100%，经过多次循环，其形状回复时间和形状回复率无明显变化，复合材料仍具有较好的形状记忆性能。

图4 PVA链与MWCNT的羧酸基团相互作用的示意图[38]Fig 4 Schematic illustration of the interaction between the PVA chains with the carboxylate groups of the MWCNTs[38]

物理交联方法较为简单，通过交联后的复合材料性能得到了提升，并且可获得多种响应类型的形状记忆复合材料。但物理交联后两个组分的结合力不强，在交联过程受体系分散均匀性影响较大，需要利用特定的方法来保证其体系分散的均一性，稳定复合材料的性能。

1.2 化学交联复合

化学交联复合主要通过有机物与PVA间发生的酯化反应，产生化学交联，可通过控制交联反应条件，调节交联的程度或取代度来赋予复合材料各项优异性能，并根据化学交联后新材料的化学性能开发出了多种因素响应型形状记忆复合材料。

Zhao等[39]采用7-羧基甲氧基香豆素酯化PVA，合成了具有不同取代度的热响应型PVA-香豆素形状记忆复合材料。如图5所示，由于香豆素基团之间的光二聚化而呈现光交联，赋予了样品光诱导的形状固定性质。研究发现，当交联程度足够时，样品能够发生一定的形状变化，且样品的厚度也影响着复合材料的交联程度，样品越厚，复合材料的光交联越困难，光交联后的样品同时呈现出热诱导的形状记忆特性，并且取代度越高，形状记忆特性越好。

图5 将光官能团引入PVA中进行化学改性，并对PVA-香豆素偶联物进行光交联[39]Fig 5 The introduction of photo function groups into poly (vinyl alcohol) by chemical modification and the photo crosslinking of PVA-coumarin conjugates [39]

Meng等[40-41]在碳亚二胺盐酸盐(EDC·HCl)存在的条件下将3-氨基苯硼酸(PBA)接枝到海藻酸钠(Alg)上，生成了具有溶液响应型Alg-PBA形状记忆复合材料。利用PBA基团的pH响应性，通过PBA基团与PVA羟基之间的动态硼酸酯键作用，在碱性条件下混合Alg-PBA与PVA经搅拌即形成Alg-PBA-PVA超分子水凝胶。在外力作用下使水凝胶形变并浸入到CaCl2溶液中，由于海藻酸钠中的羧基与Ca2+之间存在配位络合作用，使水凝胶发生形变并能够固定临时形状。将变形的水凝胶置于Na2CO3或EDTA·2Na溶液中萃取出水凝胶中的Ca2+，破坏其临时交联作用，水凝胶又恢复其形状。在碱性条件下，接枝在藻酸盐上的PBA基团可以与PVA的羟基络合形成PBA-二醇键，这可以稳定水凝胶的临时形状。在酸性条件下，动态PBA-二醇键将解离，因此可以改变水凝胶的临时形状，故形成Alg-PBA-PVA超分子水凝胶具有pH诱导形状记忆性能。此外，水凝胶还可以在葡萄糖或果糖的水溶液中恢复其原始形状，因为它们与PBA基团之间的相互作用更强。

化学交联后复合材料中两组分或多组分之间靠共价键结合，结构稳定，耐久性能更好，并且通过与不同有机物交联，赋予新型复合材料多种特殊性能或多种响应型形状记忆效应。但是化学交联需要严格控制其发生交联的条件，控制复合材料交联程度或取代度，从而控制形状记忆复合材料各项性能稳定性。

2 PVA基形状记忆复合材料在生物医学中的应用

聚乙烯醇水凝胶具有弹性高、化学性质稳定、易于成型、无毒副作用及良好的生物相容性，在生物医学领域具有广泛的应用，如作为缓释载体、组织工程支架、人工器官、人工软骨等[42]。但由于力学性能较差，制约了其在生物医用方面的发展。将其与其他材料复合制得PVA基复合材料可改善这一缺陷，并赋予其良好的其他性能，拓宽其在医学上的应用。

2.1 药物缓释

药物缓释可通过控制药物的时间和分布缓释，减少治疗过程中药物的施用次数，不需要重复的药物施用，提升药物治疗的有效性，同时降低药物毒性或副作用对于人体的损害[43]。PVA基形状记忆复合材料具有良好的形状记忆性能，作为药物载体具有的良好扩散性能和耐腐蚀性能，较适合用于药物缓释。

韩建军等[44]采用介孔二氧化硅(MCM-41)包覆布洛芬，并将其引入交联的PVA中，通过高强度聚焦超声(HIFU)对聚合物产生热效应，刺激并有效控制形状记忆聚合物的形状回复过程和药物释放，且可远程控制其效果。随着聚焦超声功率的增加，复合材料的形状回复速率加快，最终回复率也随之增加。采用分光光度计测得溶液中布洛芬的含量，发现当聚焦超声关闭、开启时，布洛芬释放量分别变小、增加，表明聚焦超声可以控制布洛芬周期性释放。

Fang等[45]将经六甲基二硅氮烷(HMDS)处理的SiO2纳米颗粒层合理地沉积在PVA形状记忆聚合物(SM-PVA)的表面上，改变表面润湿性。表面润湿性不同导致SM-PVA的水吸附行为差异，从而造成水响应型PVA形状记忆材料形状记忆固定率、形状回复率、形状回复时间等变化，通过控制复合材料的湿润性以控制其形状记忆效应，从而达到如图6所示的对水响应型SM-PVA的可编程形状记忆行为。该技术应用在医学药物释放领域，可以控制各类药物的释放速度。

图6 水响应型SM-PVA的调节和赋形过程及在水中的形状恢复过程[45]Fig 6 Schematic showing the regulating and programming process of water-responsive SM-PVAs and their whole shape recovery process in water [45]

2.2 组织工程支架

PVA基形状记忆复合材料在组织工程支架中也有广泛的应用。在响应条件以下，以较小的体积进入体内，在体温的响应温度下或者其他响应条件作用下，恢复其原始形状，从而可以填充骨缺损，同时材料与人体骨骼等具有良好的生物相容性，无任何毒副作用，降低了对人体的二次损害[42]。

Deng等[46]在PVA凝胶中通过原位生长羟基磷灰石微晶来制备羟基磷灰石/聚乙烯醇复合材料，材料具有理想的形状记忆性能。研究发现纯聚乙烯醇材料和质量比为1∶20、1∶10、1∶5的羟基磷灰石/聚乙烯醇复合材料都能在40 s内恢复至原始形态，质量比为1∶20、1∶10羟基磷灰石/聚乙烯醇复合材料的形状回复率为93%，均高于纯聚乙烯醇聚合物，且纯PVA聚合物和羟基磷灰石/聚乙烯醇复合材料的形状固定率均在93.5%以上，但随着羟基磷灰石含量的增加，复合材料的形状回复率和形状固定率都在下降。

Zhao等[47]通过溶剂浇铸法引入硫酸钙半水合物晶体(HHW)来增强PVA形状记忆聚合物。HHW作为额外的物理交联点起作用，可改善复合材料的机械性能，使复合材料的拉伸强度提高了57%。同时，PVA/HHW复合材料表现出优异的水诱导形状记忆效应，其储能模量远高于其他PVA复合材料，可达22.24 GPa。此外，HH和PVA具有优异的生物相容性，因此，该研究为开发用于生物医学的新型PVA形状记忆聚合物提供了思路。

Yang等[48]将聚多巴胺颗粒(PDAP)通过氢键与PVA形成具有物理交联网络的复合水凝胶，具有优异的机械性能、良好的生物相容性。如图7所示，由于聚多巴胺具有优异的光热效应，复合水凝胶可在短时间内在近红外光(NIR)光照下实现快速的形状恢复和有效的自我修复性能，另外由于其良好的生物相容性和自愈性，在组织工程、动脉软骨和人造皮肤等生物医学领域具有巨大潜力。

2.3 在医学领域的其他应用

Yang等[49]通过共混PVA和碳量子点(CQDs)，开发出具有可调形状回复率的发光水诱导形状记忆聚合物(SMP)复合材料。富氧和富含活性氢的CQD可通过强氢键相互作用在PVA中作为额外的物理交联点，大大改善了PVA的形状记忆性能。在室温下，水可以成功地促进变形的PVA/CQD复合材料形状恢复，这主要归因于水的塑化效应及其竞争性氢键。改变环境pH值和温度，可以调节其形状恢复时间(20～200 s)。此外，CQD的引入赋予该材料优异的发光性能，使得在紫外光下SMP的形状变化可见。刺激条件温和、可调节形状恢复性能使得发光可见PVA/CQDs形状记忆复合材料可用于智能医疗装置中如刺激响应性药物释放以及体内、体外智能传感器。Zhuang等[50]通过循环冷冻解冻法制备了用作石墨烯骨架的海藻酸钙和PVA物理交联构成的双网络聚合物水凝胶，结果表明，复合材料具有良好的热响应型形状记忆性能和自愈合性能。该聚合物双网络在生物医学和环境领域具有被用作纳米材料框架的潜力。

图7 具有双非共价键交联网络的PVA-PDAPs复合水凝胶的NIR触发形状记忆过程示意图[48]Fig 7 Schematic illustration of the NIR-triggered shape memory process of PVA-PDAPs composite hydrogels with dual noncovalent cross-linking networks [48]

另外，也可以利用PVA基形状记忆复合材料良好的相容性及无毒性性能，使其以小体积进入人体内部，改变响应条件，使其体积变大，完成某些微创手术的操作的同时，不需二次取出，从而用于血栓的治疗。

3 结 语

PVA基形状记忆复合材料有着广泛的发展和应用前景，通过物理共混复合(溶液浇铸法、循环冷冻解冻法、原位聚合共混法、物理嵌入法、层压复合法、共沉淀法和混合超临界干燥法等)和化学交联复合等复合方式，赋予了复合材料新的功能性，并且可获得多种形状记忆响应性，拓宽其应用领域。

目前PVA基形状记忆复合材料主要存在的问题是：(1)物理共混复合的方法虽然简单，但是增强材料在复合材料体系中的分散均一性程度无法表述，且其分散性对材料性能影响较大。(2)化学交联复合主要通过酯化反应引入新的组分，但是不同的反应条件(pH、电解质、催化剂、温度等)都会影响其交联程度或取代度，从而影响材料性能稳定性。

虽然PVA基形状记忆复合材料目前已经作为缓释载体、组织工程支架、人工器官、人工软骨等运用在医学研究领域，但关于PVA基形状记忆复合材料的进一步研究，仍可从以下方面开展：设计新材料体系并调节制备反应条件控制复合材料体系均一性；根据生物医学领域不同需求，PVA聚合物与不同材料复合开发新型智能性医疗器械；基于多响应性形状记忆性能开发针对一些病症的微创手术或特殊治疗手段；根据PVA基形状记忆材料不同的响应类型、特殊的力学性能等，将其应用在传感器或者柔性电极上，开发柔性可穿戴产品，提升应用价值。