导语
水凝胶具有生物相容性、生物可降解性、高吸水、等特性,使其在环境工程、柔性传感、电化学等许多领域具有广泛的应用。尤其在生物医学领域,有着潜在的应用前景。但水凝胶材料具有力学性能较低、组织粘附力弱等缺点。纳米纤维的结合可改善不足,提高其性能,拓展水凝胶在更多领域的应用。本期精选7篇关于纳米纤维水凝胶的最新研究论文,供大家了解学习。
1、西安交大王铁军教授卢同庆教授ACSAppl.Mater.Interfaces(IF10.):纳米纤维的可逆排列可增强水凝胶的断裂韧性和抗疲劳性能
挑战:受各向异性结构的启发,研究者开发了许多方法来合成具有媲美生物组织力学性能的水凝胶。但现有的合成方法通常较为复杂,且适用的材料体系有限。
方法:西安交大王铁军教授卢同庆教授提出了一种简单且通用的设计原则,即通过弹性变形诱导纳米纤维产生可逆排列来增强水凝胶。
创新点1:将棒状纤维素纳米晶体(CNC)引入聚丙烯酰胺(PAAm)制备了CNC/PAAm纳米复合水凝胶。CNC形成团簇硬相并与PAAm网络相互缠结。CNC/PAAm水凝胶初始为各向同性,加载后变为各向异性,卸载后又能恢复为各向同性。
创新点2:在水凝胶变形过程中,裂纹尖端沿拉伸方向排列的CNC簇能够将应力传递到更远端,从而有效地抵抗裂纹扩展。CNC/PAAm水凝胶的断裂韧性可以达到J/m2,疲劳门槛值达到J/m2,相比纯PAAm水凝胶提升了一个数量级1,2。