上海交大Nature Materials：快速制造高强韧水凝胶新策略

钢铁侠 1年前 (2023-08-30) 1766浏览

【成果简介】

由于高含水率，水凝胶材料非常具有应用前景，但又往往因机械性能不足和耗时的制造工艺而受到严重限制。上海交通大学林秋宁研究员/朱麟勇教授课题组提出一种新的“光偶联反应”交联策略，实现同时光交联和建立仿生软硬材料界面微观结构。这些仿生界面键纳米复合水凝胶在凝胶化过程中自发形成相分离结构并同步建立两相间的牢固界面。由于有效的间相载荷转移，仿生界面结合纳米复合凝胶获得了超高韧性（138MJm⁻³）和特殊的拉伸强度（15.31 MPa），同时保持了与或超过常用弹性体（非水合）材料媲美的结构稳定性。同时，该类水凝胶材料具有媲美弹性体的结构稳定性和耐疲劳性，能够循环拉伸超过10万次。得益于这些优势，该水凝胶技术十分契合光投影3D打印，能够实现微米级精度、复杂水凝胶结构（如支架、血管等）的3D加工制造，展现了广阔的应用前景。相关成果以“Rapid fabrication of physically robust hydrogels”为题发表于Nature Materials。第一作者为上海交通大学鲍丙坤博士、曾庆梅博士、李凯博士，以及华东理工大学温建锋教授，通讯作者为上海交通大学林秋宁研究员和朱麟勇教授。