Mechanically Tough and Conductive Hydrogels Based on Gelatin and Z–Gln–Gly Generated by Microbial Transglutaminase

自愈水凝胶 明胶 材料科学 极限抗拉强度 复合材料 动态力学分析 电导率 聚合物 化学工程 高分子化学 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Zhiwei Chen,Ruxin Zhang,Shouwei Zhao,Bing Li,Shuo Wang,Wenhui Lü,Deyi Zhu
出处
期刊:Polymers [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:16 (7): 999-999
标识
DOI:10.3390/polym16070999
摘要

Gelatin-based hydrogels with excellent mechanical properties and conductivities are desirable, but their fabrication is challenging. In this work, an innovative approach for the preparation of gelatin-based conductive hydrogels is presented that improves the mechanical and conductive properties of hydrogels by integrating Z–Gln–Gly into gelatin polymers via enzymatic crosslinking. In these hydrogels (Gel–TG–ZQG), dynamic π–π stacking interactions are created by the introduction of carbobenzoxy groups, which can increase the elasticity and toughness of the hydrogel and improve the conductivity sensitivity by forming effective electronic pathways. Moreover, the mechanical properties and conductivity of the obtained hydrogel can be controlled by tuning the molar ratio of Z–Gln–Gly to the primary amino groups in gelatin. The hydrogel with the optimal mechanical properties (Gel–TG–ZQG (0.25)) exhibits a high storage modulus, compressive strength, tensile strength, and elongation at break of 7.8 MPa at 10 °C, 0.15 MPa at 80% strain, 0.343 MPa, and 218.30%, respectively. The obtained Gel–TG–ZQG (0.25) strain sensor exhibits a short response/recovery time (260.37 ms/130.02 ms) and high sensitivity (0.138 kPa−1) in small pressure ranges (0–2.3 kPa). The Gel–TG–ZQG (0.25) hydrogel-based sensors can detect full-range human activities, such as swallowing, fist clenching, knee bending and finger pressing, with high sensitivity and stability, yielding highly reproducible and repeatable sensor responses. Additionally, the Gel–TG–ZQG hydrogels are noncytotoxic. All the results demonstrate that the Gel–TG–ZQG hydrogel has potential as a biosensor for wearable devices and health-monitoring systems.

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
刚刚
二号完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
一诺相许发布了新的文献求助20
1秒前
我不是读书人完成签到,获得积分10
1秒前
zhang完成签到,获得积分10
1秒前
大山完成签到,获得积分10
1秒前
戏剧节完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
zu发布了新的文献求助10
2秒前
123456hhh完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
楚楚完成签到,获得积分10
3秒前
Twistzz完成签到,获得积分10
4秒前
Hibiscus95发布了新的文献求助10
4秒前
7781完成签到,获得积分20
4秒前
与月同行完成签到,获得积分10
4秒前
今后的应助被zhangsp0627采纳,获得10
4秒前
4秒前
WQ完成签到,获得积分10
4秒前
墨锦发布了新的文献求助10
4秒前
old陈完成签到,获得积分10
5秒前
机灵嘉懿完成签到 ,获得积分10
5秒前
LY发布了新的文献求助10
5秒前
粽子完成签到 ,获得积分10
5秒前
潘老师完成签到,获得积分10
5秒前
南絮发布了新的文献求助10
5秒前
毓雅发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
tRNA发布了新的文献求助10
7秒前
唐鸭鸭完成签到,获得积分10
7秒前
郑嘻嘻完成签到,获得积分10
7秒前
草莓夕夕完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
xiayan完成签到 ,获得积分10
7秒前
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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 800
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Elektrische Feldverteilung in gasisolierten Anlagen unter Gleichspannungsbelastung 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8057613
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9483131
关于积分的说明 21317878
捐赠科研通 7625598
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3394946
关于科研通互助平台的介绍 2525983
邀请新用户注册赠送积分活动 2433322