Targeted Micro-Phase separation – A generic design concept to control the elasticity of extrudable hydrogels

自愈水凝胶 材料科学 微尺度化学 弹性(物理) 蛋白质丝 挤压 明胶 聚合物 复合材料 弹性模量 离子强度 粒径 纳米技术 化学工程 高分子化学 水溶液 化学 物理化学 数学教育 工程类 生物化学 数学
作者
Bruna Regina Maciel,Ke Wang,Marc Müller,Claude Oelschlaeger,Norbert Willenbacher
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier BV]
卷期号:227: 111803-111803 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2023.111803
摘要

Hydrogels are ubiquitous in nature and technology. Controlling their mechanical properties and under-standing their complex microstructure is critical e.g. for 3D bioprinting or tissue engineering applications. Here a generic design concept for tuning the elasticity of extrudable gels at given polymer or particle concentration is presented. Targeted micro-phase separation leading to micro-heterogeneities (1–100 µm) yields high gel strength allowing for extrusion of uniform filaments with high shape accuracy as long as the heterogeneity length scale is small compared to the extruded filament diameter (>500 μm). Micro-mechanical and structural heterogeneity was enhanced in alginate hydrogels by accelerating crosslinking kinetics, corresponding to gel elasticity variation of more than two orders of magnitude (17 Pa to 2300 Pa), enabling filament extrusion (1046 µm) with high shape fidelity. Introducing poly(vinylalcohol) into gelatin gels resulted in more heterogeneous materials with a 2-fold increase in elasticity (951 Pa to 1993 Pa) and thinner filaments (908 µm to 590 µm). Higher ionic strength in Laponite-based hydrogels induced nanoparticle aggregation, leading to higher elasticity (857 Pa to 2316 Pa) enabling smooth filament extrusion. Eliminating the often tacitly assumed hydrogel uniformity on the microscale provides additional degrees of freedom to achieve high gel strength without increasing polymer, particle or crosslinker concentration.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
orixero应助淡淡智宸采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
gattina驳回了Owen应助
1秒前
大个应助科研废采纳,获得10
8秒前
小陈完成签到,获得积分10
9秒前
星空下的皮先生完成签到,获得积分10
9秒前
之风百度完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
陈仲完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
打打应助tzy采纳,获得10
13秒前
13秒前
我的Diy完成签到,获得积分10
14秒前
HUANG_黄发布了新的文献求助10
17秒前
自信南霜发布了新的文献求助10
17秒前
李咏贤发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
2065682138发布了新的文献求助10
19秒前
淡淡智宸发布了新的文献求助10
20秒前
dudu发布了新的文献求助10
21秒前
meimei发布了新的文献求助10
23秒前
yu完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
25秒前
fxb完成签到,获得积分10
26秒前
FIN应助陆靖易采纳,获得30
27秒前
27秒前
kunw完成签到,获得积分10
27秒前
SCINEXUS应助清新的宛丝采纳,获得50
28秒前
huoxing完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
聪明大炮完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
dudu完成签到,获得积分20
31秒前
tzy发布了新的文献求助10
31秒前
34秒前
IMIke发布了新的文献求助10
34秒前
英俊的铭应助二十而耳顺采纳,获得10
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3959791
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3506016
关于积分的说明 11127539
捐赠科研通 3237976
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1789411
邀请新用户注册赠送积分活动 871758
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803019