Strong and tough polyvinyl alcohol hydrogels with high intrinsic thermal conductivity

聚乙烯醇 自愈水凝胶 材料科学 热导率 化学工程 热的 复合材料 高分子化学 热力学 物理 工程类
作者
Junliang Zhang,Chenyang Tang,Qingqing Kong,Mukun He,Peng Lv,Hua Guo,Yongqiang Guo,Xuetao Shi,Junwei Gu
出处
期刊:Soft science [OAE Publishing Inc.]
卷期号:5 (1) 被引量:21
标识
DOI:10.20517/ss.2024.72
摘要

Although polyvinyl alcohol (PVA) hydrogels display huge potential in tissue engineering, flexible and wearable electronic devices and soft robotics, their low intrinsic thermal conductivity and weak mechanical properties severely limit their wider applications in these areas. Herein, a Hofmeister effect-assisted “directional freezing-stretching” tactic is employed for simultaneously enhancing the intrinsic thermal conduction and mechanical properties of PVA hydrogels. The hydrogels are obtained through directional freezing followed by salting-out treatment and subsequent mechanical stretching and salting-out (DFS). The DFS PVA hydrogel with 15 wt% of PVA and a stretching ratio of 4 (DFS4) exhibits the highest thermal conductivity of 1.25 W/(m·K), which is 2.4 and 2.8 times that of PVA hydrogel prepared through frozen-thawed (FT) [0.52 W/(m·K)] and frozen-salted out (FS) [0.45 W/(m·K)] methods, respectively. The DFS4 PVA hydrogel also possesses greatly improved mechanical performances, exhibiting an elongation at break of 163.1%. In addition, the tensile strength, toughness, and elastic modulus of DFS4 PVA hydrogel significantly increase to 27.1 MPa, 25.3 MJ·m-3, and 21.5 MPa from 0.4 MPa, 0.32 MJ·m-3, and 0.07 MPa for FT PVA hydrogels, respectively. It is elucidated that the salting-out effect generates hydrophobic and crystalline regions, while directional freezing and stretching enhance the chain orientation in the DFS strategy. These effects synergistically contribute to the improvement of thermal conductivity and mechanical properties of PVA hydrogels.
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
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
xiaowanzi完成签到 ,获得积分10
1秒前
gyyy完成签到,获得积分10
5秒前
超帅傲白完成签到,获得积分10
6秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
7秒前
lcubiozy完成签到,获得积分10
7秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得50
7秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
wy完成签到 ,获得积分10
9秒前
cc发布了新的文献求助10
10秒前
平常万言完成签到 ,获得积分10
10秒前
酷波er应助lcubiozy采纳,获得10
13秒前
lamer完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
奶黄包完成签到 ,获得积分10
18秒前
欢子12321完成签到,获得积分10
19秒前
灵寒完成签到 ,获得积分10
20秒前
AK完成签到 ,获得积分10
24秒前
Veronica Mew完成签到 ,获得积分10
26秒前
大呲花完成签到,获得积分10
28秒前
hebhm完成签到,获得积分10
29秒前
Vegeta完成签到 ,获得积分10
30秒前
Yan完成签到 ,获得积分10
33秒前
34秒前
青水完成签到 ,获得积分10
37秒前
是榤啊完成签到 ,获得积分10
38秒前
Song完成签到 ,获得积分10
55秒前
Joy完成签到,获得积分10
55秒前
追逐梦想的打工人完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研女仆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小莫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6518995
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311648
关于积分的说明 17770028
捐赠科研通 5621007
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926629
邀请新用户注册赠送积分活动 1903434
关于科研通互助平台的介绍 1764139