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提供HN-PHn水凝胶的结构和性能,不同水凝胶的网络结构示意图
发布时间:2021-02-23     作者:yyp   分享到:

研究者们以HR-肽-Zn2+络合物作为牺牲交联剂,丙烯酸酯封端的四臂聚乙二醇为形成共价键的交联剂制得水凝胶HN-PHn(n=1,3和6;图1),其中HN-PH6的吸水率低,压缩性好。在~1.6 Hz的频率下对HN-PH6水凝胶进行压缩或拉伸循环100次,水凝胶未被破坏。

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图1 由肽-Zn2+配位复合物交联制备的HN-PHn水凝胶的结构和性能。(A)不同水凝胶的网络结构示意图。(B)水凝胶在一个压缩-松弛循环下的光学图。(C)HN-PH6水凝胶在极端压缩条件下的光学图。(D)HN-PH6凝胶在极端拉伸条件下的光学图。(E)HN-PH6凝胶扭成螺旋状的光学图。(F)锋利刀片对HN-PH6凝胶进行压缩并放松后的光学图。 

HN-PH6水凝胶的断裂伸长率、杨氏模量和韧性远高于HN-PH3和HN-PH1水凝胶(图2)。应力-应变循环曲线中,HN-PH6水凝胶的滞后效应比HN-PH1和HN-PH3均小,表明该凝胶的回复速率快。在HN-PH6凝胶的负载-卸载循环图中,不同循环几乎重合,表明该凝胶的回复速率快。多尺度本构理论(图3)进一步证明协同作用使得水凝胶具有突出的机械性能。

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图2 HN-PHn凝胶的机械和快速回复性能。

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图3 水凝胶的机械响应的理论计算

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