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?上交大朱麟勇/林秋寧Nat. Mater.:高強(qiáng)韌凝膠,幾秒可得?。?!
來源: 時(shí)間:2023-09-01 16:22:59 瀏覽:1718次


第一作者:鮑丙坤、曾慶梅、李凱、溫建鋒

通訊作者:朱麟勇教授、林秋寧研究員

通訊單位:上海交通大學(xué)

DOI: 10.1038/s41563-023-01648-4


01

研究背景

水凝膠(hydrogel)是一種廣受關(guān)注的生物材料,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,水凝膠自身強(qiáng)度弱、韌性差,限制其實(shí)際應(yīng)用。雖然水凝膠領(lǐng)域取得一定進(jìn)展,但該問題仍未有效解決,同時(shí)為提高水凝膠力學(xué)性能,研究人員采用各種復(fù)雜且耗時(shí)的制備工藝,也限制其轉(zhuǎn)化應(yīng)用。基于此,上海交通大學(xué)朱麟勇教授和林秋寧研究員等人提出一種新穎的水凝膠制備策略,即同時(shí)/同步結(jié)合光交聯(lián)和界面反應(yīng)策略,制備出具有仿生結(jié)構(gòu)的復(fù)合水凝膠。該水凝膠制備只需要幾秒鐘,并呈現(xiàn)出超高韌性(138 MJ m-3)和優(yōu)異的抗拉伸強(qiáng)度(15.31 MPa)。同時(shí),該納米凝膠可以通過3D打印技術(shù),制備成各種精密、復(fù)雜的凝膠器件進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。


02

文章要點(diǎn)

要點(diǎn)一:作者采用同時(shí)/同步結(jié)合光交聯(lián)和界面結(jié)合策略,僅幾秒鐘生成具有優(yōu)異剛性和韌性的復(fù)合水凝膠。

要點(diǎn)二:作者采用高密度接枝透明質(zhì)酸的甲基丙烯酸酯形成硬顆粒,并分散在末端修飾鄰硝基芐基醇的四臂聚乙二醇構(gòu)成的軟相中,兩相在光引發(fā)劑作用下進(jìn)行界面交聯(lián),形成穩(wěn)定的復(fù)合水凝膠。

要點(diǎn)三:該水凝膠打破了現(xiàn)有水凝膠技術(shù)的局限,同時(shí)具有較好的剛性和韌性,在各個(gè)領(lǐng)域都具有較好的應(yīng)用前景。與此同時(shí),該水凝膠可結(jié)合3D打印技術(shù),構(gòu)筑成任意器件,進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。


03

圖文展示

 

圖1.構(gòu)建BIN水凝膠

 

圖2. BIN凝膠的力學(xué)性能

 

圖3.界面化學(xué)對力學(xué)性能的影響

 

圖4. BIN凝膠的各種性能

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全部 3小時(shí)前 四川
文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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