Aqueous spinning of robust, self-healable, and crack-resistant hydrogel microfibers enabled by hydrogen bond nanoconfinement

材料科学 纺纱 超细纤维 复合材料 自愈 水溶液 纤维 水分 自愈水凝胶 高分子化学 医学 化学 替代医学 物理化学 病理
作者
Yingkun Shi,Baohu Wu,Shengtong Sun,Peiyi Wu
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:60
标识
DOI:10.1038/s41467-023-37036-4
摘要

Abstract Robust damage-tolerant hydrogel fibers with high strength, crack resistance, and self-healing properties are indispensable for their long-term uses in soft machines and robots as load-bearing and actuating elements. However, current hydrogel fibers with inherent homogeneous structure are generally vulnerable to defects and cracks and thus local mechanical failure readily occurs across fiber normal. Here, inspired by spider spinning, we introduce a facile, energy-efficient aqueous pultrusion spinning process to continuously produce stiff yet extensible hydrogel microfibers at ambient conditions. The resulting microfibers are not only crack-insensitive but also rapidly heal the cracks in 30 s by moisture, owing to their structural nanoconfinement with hydrogen bond clusters embedded in an ionically complexed hygroscopic matrix. Moreover, the nanoconfined structure is highly energy-dissipating, moisture-sensitive but stable in water, leading to excellent damping and supercontraction properties. This work creates opportunities for the sustainable spinning of robust hydrogel-based fibrous materials towards diverse intelligent applications.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
sdahjjyk发布了新的文献求助10
1秒前
xiaou完成签到,获得积分10
1秒前
花花发布了新的文献求助10
2秒前
枯木完成签到,获得积分10
2秒前
不配.应助纪问安采纳,获得20
2秒前
lazyg5403完成签到,获得积分10
2秒前
Rich_WH发布了新的文献求助10
4秒前
Lucky发布了新的文献求助20
6秒前
我是老大应助Mania采纳,获得20
7秒前
ai化学完成签到,获得积分10
8秒前
sherrycofe应助可可采纳,获得10
9秒前
枯木发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI2S应助DrZ采纳,获得10
9秒前
10秒前
村长热爱美丽完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
跳跃尔琴发布了新的文献求助10
14秒前
wt200001发布了新的文献求助10
15秒前
大模型应助乐观的新波采纳,获得10
15秒前
吕亦寒发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
miku1发布了新的文献求助10
17秒前
2ui完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
archer01发布了新的文献求助30
18秒前
19秒前
个性的汲发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
甜瓜不熟完成签到,获得积分10
21秒前
米兰完成签到 ,获得积分10
21秒前
hxxcyb完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
万能图书馆应助线条采纳,获得10
23秒前
科研通AI2S应助Lsen采纳,获得10
24秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134819
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785712
关于积分的说明 7773883
捐赠科研通 2441585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298006
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625075
版权声明 600825