Nature Communications：基于多蛋白交联剂的低滞后、抗疲劳断裂的可拉伸水凝胶

先知报道

2020-08-15

基于水凝胶的器件在柔性电子器件、生物传感器、软机器人和智能人机界面等领域得到了广泛的应用。在这些应用中，高拉伸性、低滞后和抗疲劳断裂是必不可少的，但很少能在同一水凝胶中同时满足。有鉴于此，南京大学的Yi Cao等研究人员，展示了一种水凝胶设计，使用串联重复蛋白质作为交联剂，随机卷曲聚合物作为渗透网络。

本文要点

1）这样的设计使得多蛋白交联剂只能在断裂区域受到相当大的力并展开以防止裂纹扩展。

2）因此，能够解耦滞后与韧性之间的相关性，从而生成高拉伸性(~1100%)、低滞后性(< 5%)和高断裂韧性(~ 900 J m⁻²)的水凝胶。

3）此外，水凝胶表现出高的疲劳阈值~ 126 J m^-2，可以承受5000次加载-卸载循环，最高可达500%的应变，而没有明显的机械变化。

该研究为合成水凝胶的网络弹性和局部力学响应解耦提供了一个通用的途径。

参考文献：

Hai Lei, et al. Stretchable hydrogels with low hysteresis and anti-fatigue fracture based on polyprotein cross-linkers. Nature Communications, 2020.

DOI：10.1038/s41467-020-17877-z

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17877-z