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本发明涉及水凝胶技术领域,为解决水凝胶人工有序纳米结构难以实现的问题,提供了一种纳米结构水凝胶的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚合物加热溶解于去离子水中,得到聚合物水溶液;(2)采用匀胶涂膜技术,在衬底上均匀旋涂聚合物水溶液,得到水凝胶薄膜;(3)对水凝胶薄膜进行电子束曝光;(4)将水凝胶薄膜采用去离子水显影处理,即得纳米结构水凝胶。本发明采用的聚乙烯醇水凝胶的受一定电子束辐照剂量后,分子链交联,溶解性发生变化,可以被去离子水显影,辐照后的纳米区域得到保留,形成人工设计图案化效果。