Programming Hydrogels with Complex Transient Behaviors via Autocatalytic Cascade Reactions

自愈水凝胶 自催化 材料科学 盐变质反应 瞬态(计算机编程) 复分解 级联 水解 耗散系统 化学工程 聚合物 化学 高分子化学 计算机科学 有机化学 催化作用 热力学 复合材料 物理 工程类 聚合 操作系统
作者
Jingyi Zhang,Jian Liu,Huizeng Li,Xiaohe Li,Yuanfeng Zhao,Peng Zhao,Jiaxi Cui,Bo Yang,Yanlin Song,Yijun Zheng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (17): 20073-20082 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acsami.2c03177
摘要

It is challenging to design complex synthetic life-like systems that can show both autoevolution and fuel-driven transient behaviors. Here, we report a new class of chemical reaction networks (CRNs) to construct life-like polymer hydrogels. The CRNs are constituted of autocatalytic cascade reactions and fuel-driven reaction networks. The reactions start with only two compounds, that is, thiol of 4-arm-PEG-SH and thiuram disulfides, and undergo thiol oxidation (k1), disulfide metathesis (k2), and thionate hydrolysis-coupling reactions (k3) subsequently, leading to a four-state autonomous transition of sol(I) → soft gel → sol(II) → stiff gel. Moreover, thiuram disulfides can be applied as a fuel to drive the repeated occurrence of metathesis and hydrolysis-coupling reactions, generating dissipative stiff gel → sol(II) → stiff gel cycles. Systematic kinetics studies reveal that the event and lifetime of every transient state could be delicately tailored-up by varying the thiuram disulfide concentration, pH of the system, and thiuram structures. Since the consecutive transient behaviors are precisely predictable, we envision the strategy's potential in guiding the molecular designs of autonomous and adaptive materials for many fields.
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
shanika完成签到,获得积分10
刚刚
巧克力布朗尼完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
Ali应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
科目三应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
无花果应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
1秒前
朴实凝阳发布了新的文献求助10
1秒前
小二郎应助一个橡果采纳,获得10
1秒前
饱满一刀完成签到,获得积分10
2秒前
彪壮的绮烟完成签到,获得积分10
2秒前
听书人发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
李心怡完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
发100篇SCI发布了新的文献求助10
5秒前
我是老大应助Nature采纳,获得10
5秒前
丰富赛凤发布了新的文献求助10
6秒前
碧蓝无色完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助踟蹰采纳,获得10
8秒前
大个应助浅梦采纳,获得10
9秒前
Ava应助研玲采纳,获得10
9秒前
追寻夏烟关注了科研通微信公众号
10秒前
11秒前
12秒前
puppy完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
13秒前
肉肉肉关注了科研通微信公众号
13秒前
15秒前
qifeng发布了新的文献求助10
15秒前
Nature发布了新的文献求助10
17秒前
明理的傲晴完成签到,获得积分10
18秒前
乐乐应助球闪采纳,获得10
18秒前
小平完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
英俊的铭应助顺心绮兰采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
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 3170704
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2821739
关于积分的说明 7936289
捐赠科研通 2482180
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322371
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633620
版权声明 602608