化学所研发高弹性水凝胶材料

  中化新网讯 近日,中国科学院化学研究所的研究人员从高分子/纳米颗粒相互作用调控角度出发,将高度枝化的二氧化硅纳米颗粒引入到适度化学交联的聚合物胶网络,发展了一类高含水量的纯弹性纳米复合水凝胶材料。

  聚合物水凝胶,作为一类通过化学交联或物理相互作用形成的高分子三维网络,因具有类似于生物组织的高含水量而表现出优异的生物相容性,在组织工程、药物释放、生物传感等领域展现出应用潜力。然而,传统水凝胶的力学性能较差,其实际应用受限。

  在含水量达96%的条件下,该类纳米复合水凝胶表现出高达11.5倍的断裂伸长率。由于彻底消除了凝胶网络中的能量耗散途径,此类纳米复合水凝胶在循环载荷作用下几乎没有任何应力回滞,表现出类似于弹簧的纯弹性力学行为。该行为还赋予此类复合水凝胶材料优异的抗疲劳性质,水相环境下的动态载荷测试表明历经5000次循环拉伸处理后,此类纳米复合水凝胶依然能维持其交联网络的完整性。

  基于此类材料独特的纯弹性力学行为,研究还构建了离子型应变传感器,实现了对微小振动的高灵敏度检测。


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