Polyelectrolyte‐Mediated Modulation of Spatial Internal Stresses of Hydrogels for Complex 3D Actuators

聚电解质 自愈水凝胶 执行机构 收缩率 材料科学 聚合 平面的 制作 纳米技术 复合材料 高分子化学 计算机科学 聚合物 人工智能 病理 计算机图形学(图像) 替代医学 医学
作者
Jinghua Duan,Wenxin Fan,Zihan Xu,Lu Cui,Ziyou Wang,Zhihong Nie,Kunyan Sui
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (40): e202410383-e202410383 被引量:8
标识
DOI:10.1002/anie.202410383
摘要

Abstract Hydrogel actuators with complex 3D initial shapes show numerous important applications, but it remains challenging to fabricate such actuators. This article describes a polyelectrolyte‐based strategy for modulating small‐scale internal stresses within hydrogels to construct complex actuators with tailored 3D initial shapes. Introducing polyelectrolytes into precursor solutions significantly enhances the volume shrinkage of hydrogel networks during polymerization, allowing us to modulate internal stresses. Photopolymerization of these polyelectrolyte‐containing solutions through a mask produces mechanically strong hydrogel sheets with large patterned internal stresses. Consequently, these hydrogel sheets attain complex 3D initial shapes at equilibrium, in contrast to the planar initial configuration of 2D actuators. We demonstrate that these 3D actuators can reversibly transform into other 3D shapes (i.e., 3D‐to‐3D shape transformations) in response to external stimuli. Additionally, we develop a predictive model based on the Flory‐Rehner theory to analyze the polyelectrolyte‐mediated shrinking behaviors of hydrogel networks during polymerization, allowing precise modulation of shrinkage and internal stress. This polyelectrolyte‐boosted shrinking mechanism paves a route to the fabrication of high‐performance 3D hydrogel actuators.
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
Smile_Uo发布了新的文献求助10
刚刚
春樹暮雲完成签到 ,获得积分10
2秒前
Jayavi发布了新的文献求助10
3秒前
哆来米完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
liuliu发布了新的文献求助10
3秒前
林勇德完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
考拉完成签到,获得积分10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
重重完成签到 ,获得积分10
6秒前
wangsiyuan完成签到 ,获得积分10
7秒前
彭于晏应助youxin采纳,获得10
8秒前
天天快乐应助庄庄采纳,获得10
8秒前
陈偏偏发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6应助考拉采纳,获得10
9秒前
xxx发布了新的文献求助10
9秒前
清秀的沉鱼完成签到 ,获得积分10
9秒前
蓝天发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
深情安青应助Smile_Uo采纳,获得10
10秒前
xuxuxuuxuxux完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
塔卫二第一突破手完成签到,获得积分10
11秒前
Love发呆发布了新的文献求助10
12秒前
清茶旧友完成签到,获得积分10
12秒前
Owen应助人工智能小配方采纳,获得10
12秒前
13秒前
华仔应助Jayavi采纳,获得10
14秒前
yangdoudou发布了新的文献求助10
14秒前
年轻上线完成签到,获得积分10
14秒前
tjnusq发布了新的文献求助10
15秒前
CipherSage应助喵喵采纳,获得10
18秒前
国镌胜发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
代111完成签到,获得积分10
19秒前
席冥完成签到,获得积分10
20秒前
24秒前
孙朱珠完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603942
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688789
关于积分的说明 14856201
捐赠科研通 4695596
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541056
邀请新用户注册赠送积分活动 1507200
关于科研通互助平台的介绍 1471832