Bioinspired Mechanically Robust and Recyclable Hydrogel Microfibers Based on Hydrogen‐Bond Nanoclusters

超细纤维 材料科学 纺纱 韧性 复合材料 极限抗拉强度 纤维 纳米复合材料 纳米团簇 纳米技术
作者
Jingye Liang,Jishuai Xu,Jingxuan Zheng,Lijuan Zhou,Weiping Yang,Enzhao Liu,Yutian Zhu,Qiang Zhou,Yong Liu,Run Wang,Zunfeng Liu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (23) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/advs.202401278
摘要

Abstract Mechanically robust hydrogel fibers have demonstrated great potential in energy dissipation and shock‐absorbing applications. However, developing such materials that are recyclable, energy‐efficient, and environmentally friendly remains an enormous challenge. Herein, inspired by spider silk, a continuous and scalable method is introduced for spinning a polyacrylamide hydrogel microfiber with a hierarchical sheath‐core structure under ambient conditions. Applying pre‐stretch and twist in the as‐spun hydrogel microfibers results in a tensile strength of 525 MPa, a toughness of 385 MJ m −3 , and a damping capacity of 99%, which is attributed to the reinforcement of hydrogen‐bond nanoclusters within the microfiber matrix. Moreover, it maintains both structural and mechanical stability for several days, and can be directly dissolved in water, providing a sustainable spinning dope for re‐spinning into new microfibers. This work provides a new strategy for the spinning of robust and recyclable hydrogel‐based fibrous materials.
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