​《Soft,Matter》中科大梁海弋/安徽大學葉麗娜,基於明膠、κ-角叉菜膠和PAAm的可拉伸/堅韌的DN水凝膠

然而,開發同時具有高斷裂韌性和斷裂拉伸性的雙網絡水凝膠仍然是一個挑戰。中國科學技術大學等科研團隊引入了含明膠和κ-角叉菜膠(生物)聚電解質複合物作為第一個脆性網絡,共價交聯聚丙烯醯胺作為第二個可拉伸網絡,以製造高度可拉伸和缺口惰性的明膠/κ-角叉菜膠/PAAmDN水凝膠。這種新的能量耗散機制為設計强硬和可拉伸的水凝膠開闢了新的道路。

如今,已經提出了幾種方法來賦予水凝膠以改善的機械效能,以用於軟骨和皮膚替代品、軟電子設備和執行器等實際應用。然而,開發同時具有高斷裂韌性和斷裂拉伸性的雙網絡(DN)水凝膠仍然是一個挑戰。中國科學技術大學等科研團隊引入了含明膠和κ-角叉菜膠(生物)聚電解質複合物(PEC)作為第一個脆性網絡,共價交聯聚丙烯醯胺(PAAm)作為第二個可拉伸網絡,以製造高度可拉伸和缺口惰性的明膠/κ-角叉菜膠/ PAAm DN水凝膠。高拉伸性(~51.7)歸因於通過PECs凝膠的斷裂應力集中和網絡結構缺陷的减少。此外,高斷裂韌性(∼16053.34 J/m2)是通過PECs和PAAm凝膠之間的有效能量轉移實現的,這是由於它們的共價交聯,以及通過破壞PECs凝膠中的分子間和分子內相互作用而實現的有效能量耗散。這種新的能量耗散機制為設計强硬和可拉伸的水凝膠開闢了新的道路。

圖三種水凝膠的示意圖。

相關論文以題為Extremely Stretchable and Tough Hybrid Hydrogels Based on Gelatin,κ-Carrageenan and Polyacrylamide發表在《Soft Matter》上。通訊作者是中國科學技術大學梁海弋教授和安徽大學葉麗娜博士。

參考文獻:

DOI: 10.1039/D1SM01135A

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資料標籤: 拉伸 葉麗娜
本文標題: ​《Soft,Matter》中科大梁海弋/安徽大學葉麗娜,基於明膠、κ-角叉菜膠和PAAm的可拉伸/堅韌的DN水凝膠
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656044304691404
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