水凝胶在生物医学工程、软体机器人、可穿戴设备等领域有着重要的应用。然而,传统水凝胶由于网络不均一,往往弱而易碎。以聚合物胶束为交联剂可有效增韧水凝胶,胶束的纳米结构以及构成胶束的两亲共聚物结构均可定制设计,从而为模块化设计性能可调的水凝胶提供了广阔的空间。然而,目前大多数胶束交联水凝胶存在胶束交联剂浓度低、尺寸分布不均匀等问题,极大地限制了胶束交联水凝胶的发展和应用。
图1 利用PISA设计制备韧性、超可拉伸的胶束交联水凝胶
为阐明该方法广泛的通用性和可调性,他们又选择了近十种水相和醇相PISA体系,构筑了一系列具有不同化学组成的胶束交联剂,均能得到相应的超可拉伸韧性胶束交联水凝胶。此外,他们还选用含氟单体的PISA,实现了含氟水凝胶的制备。这表明该方法可实现功能胶束交联水凝胶的模块化制备。
图2 水凝胶的循环性能及能量耗散机制研究。(a)连续拉伸应力-应变曲线;(b)耗散能与应变的关系;(c)迟滞率和残余应变与应变的关系;(d)100%应变的循环拉伸实验;(e)500%应变的循环拉伸实验;(f)提出的能量耗散机制。
图3 核交联对胶束交联水凝胶的力学性质的影响。(a)PMEA水凝胶和c-PMEA水凝胶在100%应变下的应力松弛;(b)PMEA水凝胶和(c)c-PMEA水凝胶在100%应变下的循环拉伸实验;(d)PMEA水凝胶和c-PMEA水凝胶在500%应变下的应力松弛;(e)PMEA水凝胶和(f)c-PMEA水凝胶在100%应变下的循环拉伸实验。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemmater.2c01001
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