已入深夜,您辛苦了!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!祝你早点完成任务,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
杨程羽完成签到 ,获得积分10
3秒前
仙女完成签到 ,获得积分10
3秒前
传奇3应助LMX采纳,获得10
4秒前
linghu完成签到 ,获得积分10
6秒前
Tendency完成签到 ,获得积分10
8秒前
善学以致用应助皮皮蟹采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
16秒前
小小斌完成签到,获得积分10
16秒前
LMX发布了新的文献求助10
21秒前
24秒前
24秒前
yang完成签到 ,获得积分10
27秒前
沉静安荷给沉静安荷的求助进行了留言
27秒前
皮皮蟹发布了新的文献求助10
28秒前
轻松的惜芹应助科研达人采纳,获得10
30秒前
广州小肥羊完成签到 ,获得积分10
33秒前
皮皮蟹完成签到,获得积分10
37秒前
完美世界应助ceeray23采纳,获得20
42秒前
曾经的电脑完成签到 ,获得积分10
47秒前
Sky完成签到,获得积分10
47秒前
握瑾怀瑜完成签到 ,获得积分0
48秒前
轻松的惜芹应助科研达人采纳,获得10
51秒前
Orange应助高兴的忆曼采纳,获得10
53秒前
平淡访冬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jokerhoney完成签到,获得积分10
1分钟前
李娇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李姝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李昕123完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
干净涵梅发布了新的文献求助10
1分钟前
星辰大海应助大喵采纳,获得10
1分钟前
CC发布了新的文献求助10
1分钟前
你大米哥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
asaki完成签到,获得积分10
1分钟前
瑞瑞刘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
freshfire完成签到 ,获得积分10
1分钟前
爱吃大米饭完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1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 3990012
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3532047
关于积分的说明 11256141
捐赠科研通 3270918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1805105
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 809216