聚合物材料的使用壽命和使用范圍在很大程度上取決于其在長(zhǎng)期載荷下的彈性和機(jī)械穩(wěn)定性。鏈段在載荷作用下的滑移導(dǎo)致水凝膠的明顯滯后,限制了水凝膠的重復(fù)性和機(jī)械穩(wěn)定性。對(duì)于水凝膠來(lái)說(shuō),獲得所需的彈性超過(guò)橡膠的彈性是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),特別是在遭受大變形的情況下。在這里,蘇州大學(xué)嚴(yán)鋒通過(guò)多孔陽(yáng)離子聚合物(PCPs)與可調(diào)節(jié)的反陰離子的可控相互作用,包括PCP骨架/聚合物鏈段(聚丙烯酰胺、PAAM)和反陰離子/PAAM的可逆鍵合,開(kāi)發(fā)出低滯后和高韌性的水凝膠。這一策略減少了負(fù)載下的鏈段滑移,使基于PCP的水凝膠(PCP-Gel)在大變形(應(yīng)變比為40時(shí)滯后7%)下具有良好的彈性。此外,由于PCP增大了鏈段纏結(jié),PCP凝膠表現(xiàn)出大應(yīng)變(13000%)、顯著提高韌性(68MJm-3)、高斷裂能(43.1kJm-2)和抗疲勞性能。這些彈性PCP凝膠的獨(dú)特性質(zhì)在柔性傳感器領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。該研究以題為“Low-Hysteresis and High-Toughness Hydrogels Regulated by Porous Cationic Polymers: the Effect of Counteranions”的論文發(fā)表在《Angewandte Chemie International Edition》上。
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