亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Improvement of Mechanical Strength and Fatigue Resistance of Double Network Hydrogels by Ionic Coordination Interactions

自愈水凝胶 材料科学 韧性 离子键合 共价键 网络结构 离子强度 琼脂 化学工程 氢键 复合材料 离子 化学 分子 计算机科学 高分子化学 工程类 有机化学 机器学习 水溶液 生物 遗传学 细菌
作者
Qiang Chen,Xiaoqiang Yan,Lin Zhu,Hong Chen,Bing Jiang,Dandan Wei,Lina Huang,Jia Yang,Baozhong Liu,Jie Zheng
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:28 (16): 5710-5720 被引量:259
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.6b01920
摘要

Double network hydrogels (DN gels) are considered as one of the toughest soft materials. However, conventional chemically linked DN gels often lack high self-recovery and fatigue resistance properties due to permanent damage of covalent bonds upon deformation. Current strategies to improve self-recovery and fatigue resistance properties of tough DN gels mainly focus on the manipulation of the first network structure. In this work, we proposed a new design strategy to synthesize a new type of Agar/PAMAAc-Fe3+ DN gels, consisting of an agar gel as the first physical network and a PAMAAc-Fe3+ gel as the second chemical–physical network. By introducing Fe3+ ions into the second network to form strong coordination interactions, at optimal conditions, Agar/PAMAAc-Fe3+ DN gels can achieve extremely high mechanical properties (σf of ∼8 MPa, E of ∼8.8 MPa, and W of ∼16.7 MJ/m3), fast self-recovery (∼50% toughness recovery after 1 min of resting), and good fatigue resistance compared to properties of cyclic loadings by simply controlling acrylic acid (AAc) content in the second network. The high toughness and fast recovery of Agar/PAMAAc-Fe3+ DN gel is mainly attributed to energy dissipation through reversible noncovalent bonds in both networks (i.e., hydrogen bonds in the agar network and Fe3+ coordination interactions in the PAMAAc network). The time-dependent recovery of Agar/PAMAAc-Fe3+ gels at room temperature and the absence of recovery in Agar/PAMAAc gels also confirm the important role of Fe3+ coordination interactions in mechanical strength, self-recovery, and fatigue resistance of DN gels. Different mechanistic models were proposed to elucidate the mechanical behaviors of different agar-based DN gels. Our results offer a new design strategy to improve strength, self-recovery, and fatigue resistance of DN gels by controlling the structures and interactions in the second network. We hope that this work will provide an alterative view for the design of tough hydrogels with desirable properties.
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
12秒前
自由飞阳完成签到,获得积分10
15秒前
小羡完成签到 ,获得积分10
22秒前
滕皓轩完成签到 ,获得积分20
30秒前
aDou完成签到 ,获得积分10
35秒前
George完成签到,获得积分10
36秒前
oscar发布了新的文献求助10
41秒前
oscar完成签到,获得积分10
50秒前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
2分钟前
疯狂的自行车完成签到,获得积分20
2分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
我睡觉不会困12138完成签到 ,获得积分10
3分钟前
脑洞疼应助xiongdi521采纳,获得10
3分钟前
阿泽完成签到 ,获得积分10
3分钟前
疯狂的自行车关注了科研通微信公众号
3分钟前
kohu完成签到,获得积分10
3分钟前
4分钟前
kohu发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
正直的松鼠完成签到 ,获得积分10
4分钟前
核桃发布了新的文献求助10
5分钟前
Xw关闭了Xw文献求助
5分钟前
5分钟前
Xw关闭了Xw文献求助
6分钟前
6分钟前
Swear完成签到 ,获得积分10
6分钟前
勤恳冰淇淋完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
El发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
李健应助El采纳,获得10
6分钟前
义气雁完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
xiongdi521发布了新的文献求助10
7分钟前
美罗培南完成签到 ,获得积分10
7分钟前
lige完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3990075
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3532108
关于积分的说明 11256369
捐赠科研通 3271016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1805171
邀请新用户注册赠送积分活动 882270
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809228