Developing tough, fatigue-resistant and conductive hydrogels via in situ growth of metal dendrites

自愈水凝胶 材料科学 原位 韧性 导电体 金属 电导率 导电的 纳米技术 复合材料 冶金 高分子化学 化学 物理化学 有机化学
作者
Mengjie Si,Yueman Tang,Xu Chen,Chenyu Li,Kaishun Xia,Wei Xu,Ji Lin,Zhen Jiang,Jintao Yang,Si Yu Zheng
出处
期刊:Materials horizons [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:12 (5): 1452-1462 被引量:28
标识
DOI:10.1039/d4mh01778a
摘要

Developing hydrogels with high conductivity and toughness via a facile strategy is important yet challenging. Herein, we proposed a new strategy to develop conductive hydrogels by growing metal dendrites. Water-soluble Sn2+ ions were soaked into the gel and then converted to Sn dendrites via an electrochemical reaction; the excessive Sn2+ ions were finally removed by water dialysis, accompanied by dramatic shrinkage of the gel. Based on in situ transformation from metal ions to dendrites, the method integrated the advantages of ionic conductive fillers, such as LiCl (uniform dispersion), and electrical fillers, such as metal particles (high conductivity). Additionally, the morphology of metal dendrites combined advantages of 1D nanowires (large aspect ratio of the branches) and 2D nanosheets (large specific surface area of the skeleton). The strategy was found to be effective across diverse gel systems (non-ionic, anionic, cationic and zwitterionic). The dense, highly conductive and branched Sn dendrites not only formed a conductive pathway but also interacted with the polymer network to transfer stress and dissipate energy. The resultant gel exhibited a high conductivity of 12.5 S m-1, fracture energy of 1334.0 J m-2, and fatigue threshold of 720 J m-2. Additionally, the gel exhibited excellent sensitivity when used as a wearable strain sensor and bioelectrode. We believe this strategy offers new insights into the development of conductive 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
ruiwen发布了新的文献求助10
刚刚
Owen应助Yvonne97采纳,获得10
刚刚
李健应助fallinlove采纳,获得10
刚刚
刚刚
醉熏的菲鹰完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
野猪佩奇发布了新的文献求助10
1秒前
NIUB完成签到,获得积分10
1秒前
年轻剑心发布了新的文献求助10
1秒前
H0000完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
醒醒完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
大王叫我来巡山完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小陈发布了新的文献求助10
2秒前
央晴完成签到,获得积分10
2秒前
毛毛菇炒蛋完成签到,获得积分10
2秒前
kouun完成签到,获得积分10
2秒前
刘隽轩发布了新的文献求助10
2秒前
封尘逸动发布了新的文献求助10
2秒前
1231231231发布了新的文献求助10
3秒前
温暖的以旋完成签到,获得积分10
3秒前
xinanan发布了新的文献求助10
3秒前
土豆拔阿拔完成签到,获得积分10
3秒前
sparks完成签到,获得积分10
3秒前
莹莹子冲冲冲完成签到 ,获得积分10
3秒前
dd99081完成签到,获得积分10
3秒前
专注海莲发布了新的文献求助10
4秒前
淡淡千风完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
Yolo发布了新的文献求助10
5秒前
413115348发布了新的文献求助10
5秒前
heiye发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
流年完成签到,获得积分10
5秒前
文文文完成签到,获得积分10
5秒前
86发布了新的文献求助10
6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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6035591
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7752100
关于积分的说明 16211671
捐赠科研通 5182054
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2773293
邀请新用户注册赠送积分活动 1756445
关于科研通互助平台的介绍 1641135