陕科大王学川教授/党旭岗副教授 Small:盲鳗粘液启发的高拉伸自修复超分子水凝胶用于多功能自供电可穿戴设备
2025-01-20 来源:高分子科技
随着皮肤生物电子学的进步,水凝胶可穿戴设备在环境感知和健康监测等方面表现出了巨大前景。然而,它们的应用仍受到机械性能和自愈性能差、环境敏感性和受限的感知功能的严重阻碍。为应对此挑战,陕科大王学川教授/党旭岗副教授团队受盲鳗黏液的层次结构和独特交联机制的启发,报道了一种自供电的超分子水凝胶,具有极高的拉伸性、超快的自主自愈能力、高自粘性、可注射性、易成型性、抗菌性和生物相容性。相关工作被发表于《Small》 (IF: 13.0)。
图1 CP@BFL的合成原理图及导电自愈合行为
本研究采用简单的一锅法快速制备水凝胶。PVA和CMCS作为具有高度生物相容性的水凝胶聚合物基质。Fe3+和Bn作为双交联剂整合到水凝胶中。Fe3+与PVA的羟基和CMCS的氨基和羧基形成配位键,有效地交联了PVA链和CMCS链。同时,含有甲酰基和硼基的Bn与PVA和CMCS建立了动态可逆的亚胺键和硼酯键,进一步加强了水凝胶的骨架。
图2 水凝胶的粘附性和自愈性
图3 CP@BFL-TENG的自供电能力
图4 基于CP@BFL-TENG的自供电医疗护理系统
图5 基于CP@BFL-TENG的防水应变传感器
总之,这些发现突出了所制备的水凝胶在软机器人和柔性电子等新兴领域的巨大潜力。与传统的导电水凝胶相比,CP@BFL水凝胶因其相对较低的制造复杂性和更高的成本效益而脱颖而出。且基于其优异的拉伸性和自愈性,高导电性和粘附性,易模塑性,抗菌性能,生物相容性,良好的防冻和保水性,环境适应性和多感官能力,这不仅有助于水凝胶的生物功能,而且为生物质资源的利用提供了创新和环境可持续的途径。
原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202408640
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(责任编辑:xu)
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