合成高分子水凝膠機(jī)械性能差的問題嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用,為此人們提出了很多改進(jìn)策略,設(shè)計(jì)制備了許多高強(qiáng)度水凝膠。這些凝膠的某些指標(biāo)甚至已大大超過了生物凝膠。但這些凝膠在某些性能得到改進(jìn)的同時(shí),另一性能往往差強(qiáng)人意。例如雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠具有良好的韌性和延展性,但可回復(fù)性(resilience)往往較差。此外水凝膠還存在失水和低溫結(jié)冰的問題。設(shè)計(jì)合成同時(shí)具備高韌性、高延展性、高回彈性、高粘性、抗凍、抗干等性能的綜合性能優(yōu)異的凝膠材料仍是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。
最近,南開大學(xué)關(guān)英、天津工業(yè)大學(xué)張擁軍等設(shè)計(jì)制備了多肽交聯(lián)的深共晶凝膠。由于引入α-螺旋多肽結(jié)構(gòu),并用深共晶溶劑取代水為溶劑,因此表現(xiàn)出一系列優(yōu)異性能,包括:
(2)高可回復(fù)性(resilience)。由于其其獨(dú)特的能量耗散機(jī)制,與普通增強(qiáng)機(jī)制不同,多肽增強(qiáng)凝膠在提高韌性的同時(shí)仍能保持高可回復(fù)性,其Resilience高達(dá)99.1% (100% strain)。
(4)裂紋不敏感。在2.5mm長切口存在條件下斷裂伸長率仍達(dá)730%。斷裂韌性(fracture toughness)高達(dá)13,600 Jm?2, 是單網(wǎng)絡(luò)凝膠最高值。
(5)優(yōu)異抗凍性能,在-27oC下仍保持柔性。
由于凝膠的高回復(fù)性和高環(huán)境穩(wěn)定性,該凝膠在進(jìn)行耗時(shí)長達(dá)137小時(shí)(5.7天)、連續(xù)1萬次加載-卸載循環(huán)拉伸測試中信號高度穩(wěn)定:
因此用于應(yīng)變/壓力傳感信號長期保持高度穩(wěn)定,并能在-20oC - 80oC的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作,是高度可靠的應(yīng)變/壓力傳感器:
這一工作已于近日在Nature Communications在線發(fā)表。第一作者為張巖博士,通訊作者為關(guān)英副教授和張擁軍教授。
原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-34522-z
點(diǎn)擊https://rdcu.be/cY0UT可下載原文。
- 華東理工劉潤輝教授課題組 AFM:功能化聚-β-多肽組裝體抗耐藥真菌感染 2025-05-09
- 南開大學(xué)余志林教授課題組 Adv. Mater.: 原位相分離多肽凝聚物靶向無膜細(xì)胞器增強(qiáng)癌癥化療 2025-05-08
- 西北大學(xué)范代娣教授、朱晨輝教授、李陽副教授 AM:基于仿生凝血級聯(lián)途徑的多肽修飾脂質(zhì)體納米顆粒可噴涂水凝膠治療不可壓破性創(chuàng)面出血 2025-04-19
- 中國林科院林化所儲富祥/王基夫 AFM:新型木質(zhì)素基低遷移率的大分子光引發(fā)劑-以制備疏水性深共晶凝膠作為水下膠黏劑和傳感器 2024-10-03
- 西工大顏紅俠教授團(tuán)隊(duì) Small:利用超支化聚硼磷酸酯制備具有超高韌性和防火安全性的透明環(huán)氧樹脂 2025-05-04
- 南理工傅佳駿/徐建華團(tuán)隊(duì) AFM:可持續(xù)電容傳感器材料新突破!兼具高韌性和解聚合閉環(huán)回收 2025-04-23
- 長春應(yīng)化所崔冬梅教授團(tuán)隊(duì) Macromolecules: 雙核鈧金屬配合物催化合成兼具高強(qiáng)度和韌性的乙烯-苯乙烯多嵌段共聚物 2025-02-21
誠邀關(guān)注高分子科技

- 北林彭鋒教授團(tuán)隊(duì) Adv. Func...
- 四川大學(xué)梁坤能、鄧怡 ACS N...
- 貴州大學(xué)謝遠(yuǎn)鵬/呂夢嵐團(tuán)隊(duì) ...
- 復(fù)旦大學(xué)彭娟教授團(tuán)隊(duì) ACS M...
- 浙工大劉善秋/中國科大李景...
- 天津大學(xué)宋東坡教授課題組 A...
- 化學(xué)所陳傳峰、韓瑩團(tuán)隊(duì) Ang...
- 東北林大劉守新教授團(tuán)隊(duì)《Ad...
- 北化楊衛(wèi)民/李好義團(tuán)隊(duì)《Com...
- 中國人民大學(xué)賀泳霖等 Small...
- 安理工王文新教授都柏林大學(xué)...