Design of Fatigue‐Resistant Hydrogels

自愈水凝胶 材料科学 蓝图 稳健性(进化) 纳米技术 计算机科学 机械工程 工程类 生物化学 化学 高分子化学 基因
作者
Zilong Han,Yuchen Lu,Shaoxing Qu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (21) 被引量:41
标识
DOI:10.1002/adfm.202313498
摘要

Abstract Hydrogels are made tough to resist crack propagation. However, for seamless integration into devices and machines, it necessitates robustness against cyclic loads. Central to this objective is enhancing fatigue resistance, an indispensable attribute facilitating the optimal performance of hydrogels within a multitude of biological contexts, spanning various plant and animal tissues, as well as diverse biomedical and engineering areas. In this review, recent research concerning the fatigue behavior of hydrogels, presenting a comprehensive consolidation of the inherent mechanisms that underpin diverse strategies aimed at fortifying fatigue resistance, is summarized. A critical facet in the architectural blueprint of fatigue‐resistant hydrogels is emphasized, involving the imposition of spatial constraints upon the main chains at the crack tips, thereby effectuating a protracted delay in their fracture initiation during prolonged cyclic loading. The integration of multiscale mechanisms encompassing networks, interactions, media, and structures stands as a pivotal factor in the design of fatigue‐resistant hydrogels. It is hoped that the review will considerably propel the pragmatic deployment of fatigue‐resistant hydrogels across a diverse array of applications, thus catalyzing advancements in multiple fields.
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