Enzymatically-mineralized double-network hydrogels with ultrahigh mechanical strength, toughness, and stiffness

自愈水凝胶 细菌纤维素 纳米纤维 材料科学 纤维素 复合材料 韧性 断裂韧性 化学工程 离子键合 化学 高分子化学 离子 工程类 有机化学
作者
Li Wang,Wei Zhao,Yining Zhao,Wei Li,Guodong Wang,Qiang Zhang
出处
期刊:Theranostics [Ivyspring International Publisher]
卷期号:13 (2): 673-684 被引量:8
标识
DOI:10.7150/thno.77417
摘要

Background: Synthetic hydrogels are commonly mechanically weak which limits the scope of their applications.Methods: In this study, we synthesized an organic-inorganic hybrid hydrogel with ultrahigh strength, stiffness, and toughness via enzyme-induced mineralization of calcium phosphate in a double network of bacterial cellulose nanofibers and alginate-Ca 2+ .Results: Cellulose nanofibers formed the first rigid network via hydrogen binding and templated the deposition of calcium phosphate, while alginate-Ca 2+ formed the second energy-dissipating network via ionic interaction.The two networks created a brick-mortar-like structure, in which the "tortuous fracture path" mechanism by breaking the interlaced calcium phosphate-coated bacterial cellulose nanofibers and the hysteresis by unzipping the ionic alginate-Ca 2+ network made a great contribution to the mechanical properties of the hydrogels. Conclusion:The optimized hydrogel exhibited ultrahigh fracture stress of 48 MPa, Young's modulus of 1329 MPa, and fracture energy of 3013 J/m 2 , which are barely possessed by the reported synthetic hydrogels.Finally, the hydrogel represented potential use in subchondral bone defect repair in an ex vivo model.
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
Daemon完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
劳模完成签到,获得积分10
2秒前
华仔应助冉柒采纳,获得10
2秒前
2秒前
DD发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI2S应助鱼饼采纳,获得10
4秒前
5秒前
congconglyu完成签到,获得积分10
5秒前
FashionBoy应助一次过采纳,获得10
6秒前
Ava应助橙子采纳,获得10
7秒前
曦沐发布了新的文献求助20
8秒前
科研通AI2S应助llllwwww采纳,获得10
8秒前
8秒前
11秒前
天天快乐应助小琥同学采纳,获得10
12秒前
InfoNinja应助Joey采纳,获得30
13秒前
hmm发布了新的文献求助10
13秒前
涂楚捷发布了新的文献求助10
14秒前
qq完成签到,获得积分10
15秒前
犹豫路灯完成签到 ,获得积分10
15秒前
刘春天完成签到,获得积分10
17秒前
小徐完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
qq发布了新的文献求助10
18秒前
一次过完成签到,获得积分20
19秒前
21秒前
田様应助搬砖的化学男采纳,获得10
21秒前
魔幻海豚完成签到 ,获得积分10
22秒前
xuemibing完成签到,获得积分10
23秒前
圣甲虫完成签到 ,获得积分10
25秒前
y1rn完成签到,获得积分10
25秒前
涂楚捷发布了新的文献求助10
27秒前
subcrym完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
30秒前
ding应助JSM采纳,获得1000
31秒前
lch23560应助线粒体小趴菜采纳,获得60
32秒前
33秒前
Zhuzhu完成签到 ,获得积分10
34秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 500
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 3124684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2775048
关于积分的说明 7725009
捐赠科研通 2430539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291201
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622091
版权声明 600323